PLC在電氣自控系統(tǒng)中的應(yīng)用

曹蛟龍

：在社會(huì)快速發(fā)展的過程中，各行各業(yè)的技術(shù)水平不斷提升，人們對(duì)于電氣自控系統(tǒng)的要求也越來越高，這推動(dòng)了PLC技術(shù)的誕生，也使得其應(yīng)用更為廣泛。該技術(shù)通過對(duì)電力設(shè)備的控制，能夠促進(jìn)設(shè)備有較高的自動(dòng)化和系統(tǒng)化效果，對(duì)工作過程進(jìn)行簡(jiǎn)化，大量減少工作人員的工作壓力，并且能夠減少設(shè)備運(yùn)作過程中的安全隱患。鑒于此，文章結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)PLC在電氣自控系統(tǒng)中的應(yīng)用做簡(jiǎn)要闡述。

：PLC簡(jiǎn)介;電氣自控系統(tǒng)的現(xiàn)狀;應(yīng)用

PLC技術(shù)以其較高的可靠性和較強(qiáng)的穩(wěn)定性在電氣工程自動(dòng)化發(fā)展中得到了廣泛應(yīng)用，同時(shí)PLC技術(shù)在不斷實(shí)踐過程中也獲得了飛速進(jìn)步。隨著科技的不斷發(fā)展，PLC相關(guān)技術(shù)也會(huì)不斷完善，未來的人機(jī)控制也必將日益完善化、人性化，我國(guó)電氣自動(dòng)化控制水平也必然得到大幅度提升。

PLC又可稱為可編程控制器，是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上拓展出的一種新型技術(shù)，近年來我國(guó)科學(xué)發(fā)展進(jìn)程不斷加快，PLC技術(shù)日益成熟，逐漸實(shí)現(xiàn)了與電氣工程技術(shù)的完美結(jié)合。當(dāng)今時(shí)代，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)要想獲得更高的時(shí)間效益和成本效益，就必須引入PLC控制技術(shù)，強(qiáng)化電氣工程的運(yùn)行，在提升電氣工程運(yùn)行效率的同時(shí)，降低其運(yùn)行成本。就其本質(zhì)來說，PLC主要由電源、CPU、程序儲(chǔ)存器以及接口電路等組成，其主要特點(diǎn)是能夠通過數(shù)學(xué)邏輯運(yùn)算和順序控制等方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和儲(chǔ)存。在眾多組成結(jié)構(gòu)中，電源是PLC運(yùn)行控制電氣設(shè)備的基礎(chǔ)，要保證PLC控制器的正常運(yùn)行，就必須要做好電源控制工作。CPU是PLC系統(tǒng)的核心組成部分，PLC的數(shù)據(jù)處理工作主要由CPU完成。程序儲(chǔ)存器是對(duì)軟件加以儲(chǔ)存的地方。接口電路則根據(jù)輸送工作的不同分為PLC數(shù)據(jù)的輸入接口和輸出接口，其中輸入功能指的是在運(yùn)行初期，利用PLC強(qiáng)大的技術(shù)進(jìn)行輸入和掃描，并將掃描結(jié)果放置在各個(gè)單元中。對(duì)于數(shù)據(jù)的輸出，應(yīng)該采用梯形圖的方式進(jìn)行由上至下的掃描，需要注意的是在完成一個(gè)輸入掃描周期進(jìn)行下一輪掃描前，應(yīng)該進(jìn)行刷新處理，這樣才能保證輸出數(shù)據(jù)的有效性和真實(shí)性。

我國(guó)的電氣工程及其自動(dòng)化應(yīng)用管理實(shí)踐中存在的一個(gè)普遍性問題就是節(jié)能設(shè)施不足，引入智能設(shè)備后，在工程建設(shè)期間融入效果不佳，造成資源浪費(fèi)。且電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)在不斷發(fā)展中，系統(tǒng)開始不斷向著集成化方向進(jìn)一步發(fā)展，但是我國(guó)電氣工程及其自動(dòng)化起步晚、技術(shù)水平低下，系統(tǒng)功能銜接不足，信息資源無法有效共享，系統(tǒng)集成受限后，功能效果不理想。且電氣工程及其自動(dòng)化系統(tǒng)投入使用后，工程質(zhì)量管理不到位，專業(yè)管理和系統(tǒng)檢驗(yàn)效果差，且施工混亂，難以保證電氣工程質(zhì)量達(dá)到相關(guān)的管理標(biāo)準(zhǔn)。從成立到今天，電氣工程學(xué)科已經(jīng)歷了兩百多年。經(jīng)過長(zhǎng)期的不斷發(fā)展，電氣工程學(xué)科得到了很好的發(fā)展，電力系統(tǒng)、電力電子、高壓絕緣、電氣控制等學(xué)科逐步擴(kuò)展了許多新領(lǐng)域。從最初的電子設(shè)備，到半導(dǎo)體設(shè)備，到集成電路，再到今天的大規(guī)模集成電路，人們的生活一次又一次地發(fā)生重大變化。而電力傳輸和電力電子在電力牽引、船舶推進(jìn)、冶金制造等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，感應(yīng)同步器、磁性直流電動(dòng)機(jī)等的研發(fā)中，離不開它。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)相關(guān)研究領(lǐng)域，電機(jī)電氣控制技術(shù)應(yīng)用廣泛，電動(dòng)汽車和高性能電機(jī)正逐步轉(zhuǎn)化為實(shí)際效果，電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化取得了良好的發(fā)展和進(jìn)步。中國(guó)仍處于現(xiàn)代化發(fā)展和建設(shè)階段，經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，電力需求不斷增加。目前的發(fā)電正在向大型電網(wǎng)、高壓、大型機(jī)組和大容量發(fā)展。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)的高效控制、運(yùn)行和調(diào)度，電力系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)數(shù)據(jù)，有利于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的集成、信息的整合，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性。目前，電力領(lǐng)域的主要發(fā)電方式仍然是火力發(fā)電、核能發(fā)電和水力發(fā)電。

3.1在火電系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC技術(shù)應(yīng)用于火電系統(tǒng)中能夠推動(dòng)整個(gè)火電系統(tǒng)的一體化，能夠使設(shè)備中的線路得到有效簡(jiǎn)化。具體來看，PLC火電系統(tǒng)將電磁型繼電器作為重要元件，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)更為便捷，整體難度不斷降低，同時(shí)還能夠有效降低接線的復(fù)雜性，促進(jìn)操作更為簡(jiǎn)便。火電系統(tǒng)方面的操作人員通過運(yùn)用PLC火電系統(tǒng)，能夠提升接線的科學(xué)性，降低失誤率，而且還能增強(qiáng)接線的安全系數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的集中控制。

3.2在交通領(lǐng)域中的應(yīng)用

在交通領(lǐng)域中運(yùn)用PLC技術(shù)最為主要的環(huán)節(jié)就是對(duì)線操控，其目的在于增強(qiáng)車輛及行人對(duì)交通法則的印象。通過該技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)Φ缆穫鹘y(tǒng)信號(hào)燈控制方式進(jìn)行改善，提升其應(yīng)用價(jià)值。可以說在交通業(yè)中，PLC技術(shù)是運(yùn)用最為頻繁的系統(tǒng)控制型技術(shù)，在交通隱患問題期間，該技術(shù)能夠推動(dòng)其內(nèi)部體系對(duì)道路實(shí)時(shí)信息進(jìn)行汲取，針對(duì)實(shí)際困境制定對(duì)應(yīng)的解決對(duì)策，并對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行有效傳導(dǎo)，從而更好地解決問題。該技術(shù)能夠精準(zhǔn)化探測(cè)實(shí)時(shí)信息，能夠通過對(duì)問題信息檢索，以網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男问綄?duì)問題內(nèi)容進(jìn)行傳輸，使其快速傳遞到交通部門，并在短時(shí)間內(nèi)對(duì)問題進(jìn)行解決。

3.3在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用十分常見，這是發(fā)展工農(nóng)業(yè)的必然產(chǎn)物，譬如在一些對(duì)機(jī)械有嚴(yán)格要求的車間中，為保障各環(huán)節(jié)工作不出差錯(cuò)，必須就相關(guān)機(jī)械的配備進(jìn)行嚴(yán)格審查，從而確保各環(huán)節(jié)的工作能有條不紊的進(jìn)行。目前比較常見的自動(dòng)化系統(tǒng)有三種，第一是早期的繼電器控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)用于PLC技術(shù)發(fā)展的早期;第二是直接數(shù)字式控制器，該系統(tǒng)應(yīng)用于PLC技術(shù)發(fā)展的中期;第三是可編程控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的集成度最高，是目前的最常用版本，可編程控制系統(tǒng)的智能化水平較高，對(duì)其他作業(yè)條件的要求少，因此相對(duì)穩(wěn)定、完全，不會(huì)受其他因素影響。當(dāng)前，很多工廠利用PLC技術(shù)對(duì)機(jī)械作業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，希望能將電氣自動(dòng)化設(shè)備與PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，形成PLC型的機(jī)械信號(hào)控制系統(tǒng)，進(jìn)而優(yōu)化設(shè)備的操作性能，增加其抗干擾能力。除此之外，在很多電氣自動(dòng)化控制器中裝有定時(shí)器，在PLC技術(shù)的引導(dǎo)下逐漸形成漸進(jìn)式的信號(hào)燈，當(dāng)工作人員作業(yè)時(shí)，信號(hào)燈的表現(xiàn)形式可促成整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提升，目前我們已知的PLC機(jī)械控制系統(tǒng)完全可以全天自動(dòng)監(jiān)控，在監(jiān)控的同時(shí)對(duì)各方面數(shù)據(jù)的記錄存儲(chǔ)也比較成熟，有利于企業(yè)管理者掌握機(jī)械設(shè)備的有效性，從而對(duì)全局有科學(xué)的掌握和分析。

3.4故障檢測(cè)

企業(yè)在生產(chǎn)作業(yè)過程中，如果控制設(shè)備存在一定的故障，且無法在短時(shí)間內(nèi)停止作業(yè)，就會(huì)極大地降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，與此同時(shí)，也會(huì)給操作人員帶來安全隱患。將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣自動(dòng)化控制中，能準(zhǔn)確、及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障元件，在釀成事故前停機(jī)、報(bào)警，制定相應(yīng)解決措施，對(duì)企業(yè)整體生產(chǎn)效益和安全保障十分有利。

總而言之，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，PLC系統(tǒng)的應(yīng)用不僅極大地降低了產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)成本，還提高了生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，在實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。為確保PLC技術(shù)應(yīng)用價(jià)值的最大化發(fā)揮，在將其應(yīng)用到電氣自動(dòng)化控制中時(shí)，相關(guān)產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和主管部門應(yīng)加大設(shè)計(jì)人員的培養(yǎng)力度、建立健全相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，為電氣自動(dòng)化控制與PLC控制模式全方位融合目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定良好基礎(chǔ)。

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