電氣設備自動化控制中PLC技術的應用

戴蘇晴

（上海梅山鋼鐵股份有限公司熱軋廠，江蘇 南京 210039）

現階段，電氣自動化也得到了飛速的發展，并且已經被廣泛應用到我國的工業生產、農業和國防等領域，已經成為推動社會的生產和生活的發展的重要力量。基于此，必須要充分利用PLC技術，提升電氣設備自動化控制水平，確保其良好的性能，以滿足社會生產的需求。同時，利用PLC技術加強電氣設備自動化控制，降低電氣設備在運營過程中的風險系數。

1 PLC技術與電氣設備自動化控制

1.1 PLC技術概述

PLC技術全稱為Programmable Logic Controller，屬于可編程邏輯控制器、可編程的儲存器，可內部編程可存儲程序。通過該技術可按照既定的內部程度，對其進行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等系列操作，進而對電氣設備運行的全過程就行實施監測，并將將監測的結果，利用數字傳輸的方式，對機械設備生產這一過程發出操作指令，進而對生產設備進行合理的控制[1]。

1.2 PLC技術在電氣設備自動化控制中應用價值

目前，PLC技術在我國已經擁有30余年的歷史，已經在自動化生產線、電力、冶金系統的電氣設備中得到了廣泛的應用，并彰顯出極高的應用價值。

例如，某鋼廠在生產的過程中，就將PLC技術應用到熱軋加熱爐控制系統中，對傳統的控制系統進行了優化，使得整個控制系統更加完善，進一步提高了該控制系統的自動化，使得其運行更加穩定。由于熱軋加熱爐控制系統中包括物料控制、燃料控制系統兩個組成部分。在具體應用PLC技術的過程中，切實結合生產工藝的要求，從工藝流程畫面、控制參數設定畫面、報警信息畫面、趨勢圖畫面等幾個方面，進行了優化設計，進而使得熱軋加熱爐控制系統自動化程度更高、運行更加穩定，進一步保障了生產的順利進行。

可見，通過PLC技術的應用，提高了電氣設備的運行效率，減少了控制過程中不必要的時間浪費，有效彌補了傳統電氣設備控制中操作繁瑣、生產效率低下等不足之處，進一步促進了電氣設備的發展[2]。

2 PLC技術在電氣設備自動化控制中的具體應用

2.1 PLC技術在順序控制中應用

所謂的順序控制就是在對電氣設備的各個執行機構輸入一定的信號，使其嚴格按照一定的先后順序，自動有序的進行操作。通常情況下，電氣設備在應用的過程中，伴隨著使用時間的不斷增加，其耗能也會隨之上升，繼而出現嚴重的資源浪費，進而對生產企業的經濟效益產生損害。為了最大限度避免這一現象的發生，可充分利用PLC技術，對電氣設備自動化進行順序控制。在具體使用PLC技術進行順序控制的過程中，應做到：①對電氣設備順序信息進行全面的了解，并以產品工作作為依據，對順序進行處理，并進行多種信息的輸入。在這一過程中，鑒于電氣設備內部的順序存在一定的差異性，必須要自動、有針對性地對其進行控制，進而達到開關和主站的控制標準，實現對電氣設備內部順序進行有效的控制；②在對電氣設備進行順序控制的過程中，必須要找到電氣設備中繼電器的問題，并對其進行有效的改進，使其具備較高的條理性和靈敏度，并在此基礎上利用PLC技術對其進行模塊化處理，以免其在運行的過程中，出現操作流程紊亂等現象[3]。

2.2 PLC技術在開關控制中的應用

在電氣設備自動化控制中，開關控制主要是通過繼電器的接通、關斷的值，進而對電氣設備進行有效的控制。在傳統的開關控制模式下，主要是利用開關量進行控制，但是該控制模式下，存在嚴重的問題，如：穩定性較差、敏感性較差，進而使得電氣設備在運行的過程中，受到不同程度的影響。而通過PLC技術在開關控制中的應用，則有效避免了傳統開關量控制中的不足之處，進一步降低了設備運行中的故障發生率，進而提高了設備的使用效率。同時，通過PLC技術在開關控制中的應用，還可以對整個系統進行集中控制，并在進行系統控制過程中，對有缺陷的元件進行不斷完善，繼而從整體上提升整個系統的控制效率。

2.3 PLC技術在閉環控制中的應用

電氣設備在使用的過程中，常常涉及到許多零件，只有每一個零件得到有效的控制，才能從整體上保證控制的效果。在傳統控制模式下，必須要結合每一個零件的運行情況，選擇有效的控制方式。但是這種落后的控制模式下，存在較大的弊端，且整個系統的安全可靠性較低。在這種情況下，可充分利用PLC技術對電氣設備閉環進行有效的控制，進而從整體上保障電氣設備能夠正常運行，并提高整個系統運行的質量。例如，可充分利用PLC技術對動力泵進行控制，當動力泵開始運行之后，就可以利用PLC技術對其運行時間進行精準的分析，并結合分析的結果，采用最佳的控制方式，進而對整個電機的運行狀態進行有效的控制[4]。

3 PLC技術在加熱爐控制系統中的應用實例

在傳統的加熱爐電氣控制系統中，均是采用繼電器控制技術。但是在這種控制模式下，不僅控制系統的體積較大，其耗電較多、效率不高，并且在控制的過程中，常常出現一定的故障，無法保障工業生產正常運行。

在這種情況下，可充分利用PLC技術對其機進行控制。在本次研究中，充分利用PLC技術在加熱爐系統軟件系統、硬件系統中的應用，使得加熱爐內的溫度能夠穩定在既定的實際溫度值附近，進而提高了加熱爐溫度控制水平。

3.1 PLC技術在加熱爐控制系統硬件設計中的應用

此加熱爐設備的控制系統的硬件主要包括：裝鋼機、抽鋼機、步進梁、爐門、輥道等的設備控制，運行邏輯，以及兩溫度變送器、模擬量擴展模塊、進出料量控制閥門、進出料通道、啟動/停止按鈕等。在本次進行設計的加熱爐控制系統中，其系統硬件系統主要包括可編程邏輯控制器PLC、兩溫度變送器、模擬量擴展模塊、進出料量控制閥門、進出料通道、啟動和停止按鈕、系統運行指示等。

在控制系統的硬件中，指示燈可對當前系統的運行狀態進行精準的顯示，啟動和停止按鈕則可對整個系統進行啟動控制、停止控制。在這一系統中，檢測爐內通道的溫度知識等，通過溫度值可將其轉換為電壓的模擬量，并將其及時發送給PLC模擬量的擴展模塊中。PLC在讀到相應的溫度數字之后，可對其進行變換處理，并得到實際的溫度值。并利用PID控制算法，對其進行計算處理，之后利用擴展模塊對電壓模擬信號進行A/D轉換，使得其與溫度對應的數字量之后，將其儲存在數字量的的地址，并利用PLC進行讀取。同時，在輸出口地址中，通過PLC計算之后，便可將數據進行儲存，并對閥門裝置的開閉合程度進行有效的控制。通過這一過程中，進一步實現了利用PLC技術對爐內溫度進行自動控制。

3.2 PLC技術在加熱爐上位機與下位機通信連接中的應用

C技術作為一可編程邏輯控制器，是計算機家族中的一員，主要是為了實現工業控制而設計出來的。PLC技術在加熱爐上位機與下位機通信連接中的也得到了廣泛的應用。

在本次研究的加熱爐控制系統中，上位機與下位機通信連接控制的過程中，就充分利用了PLC技術的S7-200系列的CPU224，選擇PPI通信協議，并點擊“下一步”進行。之后，創建出PLC224邏輯文件之后，接著進行下一步。在本次設計中，COM4是選擇的串口，之后接著利用點擊下一步的方式，將其地址配置為2：0，。其中，2代表了PLC地址，通信波特率9.6kbps被0表示，在STEP7-Micro/WIN系統的通信端口，可以找到具體的項目。接著，點擊下一步直至完成向導，以完成上位機與下位機通信連接。

4 結語

綜上所述，PLC作為一種新型的電氣自動化技術，通過其在電氣設備自動化控制系統中的具體應用，有效改變了傳統控制模式下的弊端，并在此基礎上進一步提高了電氣設備的運行效率，并將其了電氣設備運行過程中事故的發生率，進一步提高了電氣設備運行的穩定性和可靠性，進而滿足了社會生產的需求。在本次研究中，筆者成功地將PLC應用到加熱爐的控制系統中，并通過PLC技術在加熱爐系統硬件、軟件設計中，進而對加熱爐的溫度進行自動控制，使得溫度控制系統更加精準，全面提升了加熱爐控制水平。