PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

李雙 朱曉娜

摘要：伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得對(duì)于社會(huì)各行各業(yè)都產(chǎn)生了較為顯著的影響。對(duì)于 PLC技術(shù)而言，在現(xiàn)階段的電氣工程自動(dòng)化控制中起到了關(guān)鍵的影響作用。有效地利用 PLC技術(shù)，可以對(duì)電氣工程自動(dòng)化控制運(yùn)行方式進(jìn)行創(chuàng)新，進(jìn)而在運(yùn)行的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息數(shù)據(jù)的智能化采集。

關(guān)鍵詞：PLC 電氣自動(dòng)化 應(yīng)用

1 PLC技術(shù)概述

1.1 PLC技術(shù)

PLC（Programmable logic controller）意為可編程邏輯控制器，其能夠依據(jù)用戶的程序需求，在“串行”指令下，掃描中央處理器等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析進(jìn)而依據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)出控制信號(hào)。該技術(shù)于 20世紀(jì) 70年代首先應(yīng)用于汽車工業(yè)，之后便逐漸應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，并且也取得了較好的成果。由于 PLC技術(shù)不斷得到應(yīng)用，該技術(shù)也在不斷發(fā)展，其在運(yùn)算、電氣自動(dòng)化控制速度等方面有了極大的改善，甚至早就形成了儀表要電器要計(jì)算機(jī)控制一體化模式。 PLC構(gòu)成包括電源、中央處理器、存儲(chǔ)口、接口、功能和通信模塊等。由其構(gòu)成可知，PLC需要的接線量并不大，其線路主要是利用軟件進(jìn)行連接，具體的應(yīng)用主要是通過(guò)程序的方式進(jìn)行，在很多情況下 PLC不需要通過(guò)接線的方式實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制。因此，PLC技術(shù)加大了電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的靈活性與操作便捷性，與過(guò)去控制系統(tǒng)相比有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。

1.2 PLC技術(shù)功能特點(diǎn)及其在電氣自動(dòng)化控制中的特點(diǎn)

自 PLC技術(shù)應(yīng)用以來(lái)，其本身就具備以下三個(gè)功能特點(diǎn)：PLC的編程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，操作也比較容易 PLC的抗干擾性比較強(qiáng)，其平均無(wú)故障時(shí)間超過(guò)數(shù)萬(wàn)小時(shí) PLC只有少數(shù)的元器件，其接線可減少到繼電器系統(tǒng)的 1/100耀1/10。 PLC除以上提到的三點(diǎn)功能特點(diǎn)外，還有其他的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，文章在此不一一贅述。 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的特點(diǎn)具體如下：有效擴(kuò)充了電氣設(shè)備的存儲(chǔ)量，實(shí)現(xiàn)了該控制系統(tǒng)的智能化 增強(qiáng)了電氣自動(dòng)化控制中計(jì)算機(jī)的反應(yīng)速度 加快了電氣自動(dòng)化控制的網(wǎng)絡(luò)化。根據(jù)對(duì) PLC的功能特點(diǎn)及其在電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的特點(diǎn)分析，PLC技術(shù)的應(yīng)用必然是較為廣泛的。在電氣自動(dòng)化控制中，微機(jī)保護(hù)裝置是 PLC技術(shù)依托的載體，在這一載體上，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有非常高的靈敏度和可靠性。

2 PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用情況

2.1開(kāi)關(guān)量控制

以繼電器控制系統(tǒng)為例，傳統(tǒng)電氣工程自動(dòng)化設(shè)備中，內(nèi)部線路復(fù)雜，運(yùn)維人員需要用大量的時(shí)間進(jìn)行梳理，其工作復(fù)雜度高，維護(hù)工作量大，還可能因?yàn)檫\(yùn)維所需時(shí)間較長(zhǎng)進(jìn)而影響到設(shè)備的運(yùn)行效率，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。PLC控制系統(tǒng)則可以通過(guò)開(kāi)關(guān)量控制功能對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，極大程度上緩解了運(yùn)維人員的工作壓力，提升了機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。其具體工作原理為：開(kāi)關(guān)量控制功能可以對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)到的情況對(duì)電流大小進(jìn)行自動(dòng)控制，且當(dāng)設(shè)備處于平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)，開(kāi)關(guān)量會(huì)處于低檔狀態(tài) 一旦設(shè)備系統(tǒng)處于高功率運(yùn)行狀態(tài)，尤其是當(dāng)其實(shí)際運(yùn)行功率接近甚至超過(guò)機(jī)電設(shè)備的額定功率時(shí)，開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)揮調(diào)節(jié)功能，通過(guò)跳轉(zhuǎn)至輔助電源的方式以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)額定電壓的增長(zhǎng)。 PLC技術(shù)開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)所具有的自我故障診斷、修復(fù)功能，不僅可以對(duì)系統(tǒng)各個(gè)部分的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)預(yù)判出的險(xiǎn)情提前進(jìn)行預(yù)警提示，自動(dòng)調(diào)整和修復(fù)問(wèn)題 還可以詳細(xì)記錄并分析已經(jīng)發(fā)生的故障，運(yùn)維人員定期對(duì)這些信息進(jìn)行分析梳理，可以有效避免機(jī)電設(shè)備后續(xù)運(yùn)行中出現(xiàn)相同的故障。由此可見(jiàn)，PLC控制系統(tǒng)可以為機(jī)電設(shè)備的運(yùn)維提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，無(wú)論是隱患提前預(yù)警還是故障發(fā)生時(shí)的快速反應(yīng)機(jī)制，亦或是故障發(fā)生后的數(shù)據(jù)分析功能，在有效降低電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)故障方面發(fā)揮的作用，功不可沒(méi)。

2.2閉環(huán)控制

電機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)中涉及眾多技術(shù)，包括但不限于聲控、。感、生物識(shí)別等，這些技術(shù)可能縮短電氣啟動(dòng)所需時(shí)間，還具有操作便捷等優(yōu)勢(shì)，但在后續(xù)運(yùn)行環(huán)節(jié)中，易在狀態(tài)感知和調(diào)控等方面存在瑕疵。PLC閉環(huán)控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于電機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)中，可以較少液壓、轉(zhuǎn)速、電流調(diào)控等方面的異常狀況。例如，當(dāng)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于高壓運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，其內(nèi)部油管和電路所遭受的壓力不斷增加，一旦油管內(nèi)部壓力突破 1.0MPa，液壓油可能發(fā)生濺射，增加油管內(nèi)部被腐蝕的隱患。利用 PLC技術(shù)的閉環(huán)控制程序，可以有效避免上述情況的發(fā)生，該程序可以對(duì)油管內(nèi)部壓力進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測(cè)，并根據(jù)感應(yīng)器傳回的數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備的壓力情況進(jìn)行分析后，進(jìn)而控制調(diào)測(cè)開(kāi)關(guān)。即使液壓狀態(tài)超過(guò)了正常范圍，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以通過(guò)特定操作減少液壓壓力，且只有在壓力達(dá)到正常范圍后，才會(huì)重新恢復(fù)操作。除此之外，PLC技術(shù)的閉環(huán)控制系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子的運(yùn)行效率和溫度方面，同樣發(fā)揮著重要作用，具有平衡轉(zhuǎn)速與溫度的功能。例如，電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加會(huì)削弱電機(jī)的散熱性能，因高速運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子造成電機(jī)的溫度超出正常值時(shí)，或電機(jī)長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)時(shí)，設(shè)備內(nèi)部的保險(xiǎn)裝置很容易被損壞，輕則影響電機(jī)運(yùn)行效率，重則導(dǎo)致電機(jī)毀損。

2.3順序控制

通俗將，PLC技術(shù)對(duì)于電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的順序控制具有非常重要的功能價(jià)值，有效提升了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率和流暢度。例如，當(dāng)傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)應(yīng)用于火力發(fā)電廠時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生燃燒物或者不易分解或排出的雜質(zhì)。為解決上述問(wèn)題，電廠員工首先需要利用風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)，將上述物質(zhì)集中起來(lái)。然后再人工處置這些物質(zhì)。這種方式不僅效率低，效果也不盡如人意，且電廠工作人員所面臨的工作環(huán)境也較為惡劣，不利于員工的安全健康。使用 PLC技術(shù)后，傳感器系統(tǒng)可以對(duì)發(fā)電過(guò)程中產(chǎn)生的燃燒物或雜質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，然后觸發(fā)相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)燃燒物及雜質(zhì)的自動(dòng)集中處置。由此可見(jiàn)，在火力發(fā)電廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，應(yīng)用 PLC控制系統(tǒng)后，可以高效、便捷的處理發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行效率，及時(shí)消除燃燒物及雜質(zhì)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行安全的潛在影響，也有助于推動(dòng)火力發(fā)電廠向綠色、環(huán)保、節(jié)能型電廠進(jìn)行轉(zhuǎn)型。

3結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)階段的電氣工程自動(dòng)化控制中，PLC技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，有效推動(dòng)了我國(guó)電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展。但是，也需要該技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)以及所能實(shí)現(xiàn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在不同的領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，當(dāng) PLC技術(shù)被應(yīng)用時(shí)，所形成的控制系統(tǒng)能夠得到有效的優(yōu)化和調(diào)整。

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（作者單位 ：沈陽(yáng)地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)分公司 ）