PLC技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用分析

王長江

摘要：目前，電氣自動化應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，PLC技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用為自動化系統(tǒng)運(yùn)行墊底了穩(wěn)定基礎(chǔ)。文章通過對PLC技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行分析，探討該技術(shù)在電氣自動化中具體應(yīng)用與發(fā)展策略。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣自動化;電氣控制;自動化

引言

PLC也被稱為可編程控制器，PLC技術(shù)也就是人們將計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動化控制技術(shù)充分結(jié)合，從而形成了一種廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)中的先進(jìn)技術(shù)。技術(shù)人員在對PLC技術(shù)進(jìn)行深入研究和實(shí)踐的過程中，發(fā)現(xiàn)了更多PLC技術(shù)的內(nèi)涵和應(yīng)用價(jià)值，為PLC技術(shù)和電氣行業(yè)未來的發(fā)展奠定了雄厚的基礎(chǔ)。

一、PLC技術(shù)優(yōu)勢

PLC控制技術(shù)之所以會被如此廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)橛泻芏嗉夹g(shù)優(yōu)點(diǎn)。首先是耗能低，相比于傳統(tǒng)的控制元件，PLC技術(shù)屬于微型控制元件，耗費(fèi)能源量極少。其次，PLC控制技術(shù)具有較高的可靠性，可以對系統(tǒng)進(jìn)行自我診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的問題。而且PLC控制技術(shù)，能夠適應(yīng)十分惡劣的環(huán)境，相比于傳統(tǒng)邏輯電路原件對環(huán)境的要求更低。再次，PLC控制技術(shù)應(yīng)用比較簡單，在系統(tǒng)中可以直接取代原本的控制元件，只需對PLC進(jìn)行編碼更改即可。最后PLC控制技術(shù)十分便捷，因?yàn)閼?yīng)用PLC控制技術(shù)提供的是標(biāo)準(zhǔn)的通信接口，該通信接口的使用性比較強(qiáng)，再根據(jù)不同電氣工程系統(tǒng)的控制需求進(jìn)行程序調(diào)整。

二、PLC技術(shù)在電氣工程自動化控制領(lǐng)域的具體應(yīng)用

（一）順序控制

電氣工程運(yùn)轉(zhuǎn)中，需要嚴(yán)格的控制好生產(chǎn)流程順序，應(yīng)用PLC技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)流程的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)自動化控制，因此具備了重要的應(yīng)用價(jià)值。具體來說，在電氣工程順利控制中，可編程控制器起到了重要的替代作用，是順序控制器的重要替代品。充分發(fā)揮出可編程控制器的順序控制功能，對于生產(chǎn)流程順序的控制能夠起到重要的幫助。將PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣工程順序控制中，其控制效率是非常明顯的，能夠極大的提升電氣工程生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)效率。以火力發(fā)電為例，在生產(chǎn)中會出現(xiàn)眾多的生產(chǎn)殘留物，傳統(tǒng)方式主要是通過人工方式清理的，效率不高。然而應(yīng)用先進(jìn)的PLC技術(shù)，在傳感器系統(tǒng)的支撐下高效檢測系統(tǒng)內(nèi)部所產(chǎn)生的大量的殘留物，并借助設(shè)施設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動化集中化清理。由此我們不難看出，PLC技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對發(fā)電系統(tǒng)影響雜質(zhì)及時(shí)有效處理，保障發(fā)電系統(tǒng)及設(shè)備的順利運(yùn)行，同時(shí)也能夠起到良好的節(jié)能環(huán)保效果。

（二）開關(guān)量控制

開關(guān)量控制是自動化控制的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在傳統(tǒng)的電氣開關(guān)量自動化控制過程中，點(diǎn)磁性繼電器是最常用的設(shè)備，因該控制方式的操作點(diǎn)較多，且系統(tǒng)接線非常復(fù)雜，在可靠性與穩(wěn)定性方面存在不足，很容易因外界各種因素影響其運(yùn)行效率。為此，需要替代或改進(jìn)繼電器，保證電氣自動化控制的精準(zhǔn)度，避免出現(xiàn)觸點(diǎn)故障。在優(yōu)化完善自動化控制設(shè)備性能的前提下，為提升系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，應(yīng)利用PLC技術(shù)中的開關(guān)量控制技術(shù)進(jìn)行處理。在完成設(shè)計(jì)后，為做好集中控制，應(yīng)利用斷路顯示器控制系統(tǒng)運(yùn)行。此外，為保證系統(tǒng)的運(yùn)行效率，需替換存在缺陷的系統(tǒng)元件。例如，在將PLC裝置控制技術(shù)應(yīng)用到運(yùn)輸系統(tǒng)時(shí)，首先通過開關(guān)量控制功能去啟動最后一臺帶式運(yùn)輸機(jī)，并且依照特定次序依次啟動機(jī)組;完成運(yùn)輸過程后，應(yīng)借助控制開關(guān)采取從前至后的方式，依次停止帶式運(yùn)輸機(jī)。

（三）閉環(huán)控制

閉環(huán)控制系統(tǒng)是對PLC控制系統(tǒng)中的一種后備方案，主要應(yīng)用于當(dāng)PLC技術(shù)和系統(tǒng)存在潛在隱患，或是已經(jīng)出現(xiàn)問題時(shí)而導(dǎo)致的工廠生產(chǎn)停止，在這種情況下，通過閉環(huán)控制系統(tǒng)，能夠在PLC系統(tǒng)不能正常運(yùn)行的條件下維持工廠正常生產(chǎn)，保證各種機(jī)械設(shè)備的正常工作，從而盡量減少工廠的經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)，提高工廠的運(yùn)行效率，在一定程度上，讓工廠的利益得到最大化。

（四）模擬量信號

將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用于變頻器中還可實(shí)現(xiàn)對模擬量信號的有效控制，通過該控制系統(tǒng)在PLC模擬量輸出模塊與變頻器模擬量輸入端子間建立了緊密的聯(lián)系，在實(shí)際控制過程中可有效實(shí)現(xiàn)對頻率信號的傳輸，使變頻器頻率信號接收更為及時(shí)高效，使得在整個(gè)自動化生產(chǎn)線上可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速的效果。另外，PLC模擬量輸入模塊與變頻器模擬量輸出模塊的有效連接，使得在控制過程中PLC可實(shí)時(shí)掌握變頻器的輸出頻率。總之，PLC與變頻器控制系統(tǒng)使得在無人操作的狀態(tài)下系統(tǒng)可自動對進(jìn)風(fēng)強(qiáng)度、方向等加以嚴(yán)格的控制，有效保障了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

三、PLC技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用發(fā)展策略

（一）深化PLC技術(shù)的集成度

要想更進(jìn)一步的創(chuàng)新PLC技術(shù)，就必須要重視起對PLC技術(shù)集成度的深化工作，這是重要的一環(huán)。在實(shí)際操作中，首先需要使得電氣設(shè)備具備更高的兼容性及精度，這是提升電氣工程自動化集成管控水平的前提。因此要高度重視起對操作系統(tǒng)電氣接口的選取工作，確保接口的統(tǒng)一性，為系統(tǒng)的集成化管理打下良好的基礎(chǔ)。此外，還要重視起對統(tǒng)一化管控平臺及操作系統(tǒng)的研發(fā)，使得系統(tǒng)間具備更高的聯(lián)動性，最終促進(jìn)PLC技術(shù)集成度的提升。

（二）提升應(yīng)用效果

在改善升級大型工業(yè)電氣設(shè)備的過程中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用效果突出。在應(yīng)用PLC技術(shù)的過程中，主要有輸入關(guān)鍵信號、執(zhí)行設(shè)定程序和輸出精確結(jié)果等階段，需要加強(qiáng)這三個(gè)方面的配合，持續(xù)完善三個(gè)階段的銜接。針對輸入數(shù)據(jù)階段，需要提升數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性;針對PLC控制器的程序掃描，應(yīng)在設(shè)定程序階段遵循科學(xué)方法和順序，保障程序計(jì)算結(jié)果的有效性和結(jié)果;評估控制器的應(yīng)用中，需要結(jié)合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行程序，對比采樣輸入數(shù)據(jù)和結(jié)果，判定是否執(zhí)行了用戶設(shè)定的程序。通過完善三個(gè)階段的循環(huán)執(zhí)行，可以提升PLC的應(yīng)用效果。除此之外，PLC技術(shù)在計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS中也有良好的應(yīng)用效果。

（三）強(qiáng)化基本工作過程

首先，實(shí)時(shí)收集和輸入現(xiàn)場信息。在已設(shè)置完成的自動化電氣控制系統(tǒng)軟件程序的控制中，執(zhí)行已編輯好的程序，就可以對生產(chǎn)現(xiàn)場的輸入?yún)^(qū)域進(jìn)行掃描和信息收集，并分析查看輸入?yún)^(qū)域的狀態(tài)。其次，根據(jù)特定功能執(zhí)行程序。PLC自動化技術(shù)能夠根據(jù)已經(jīng)設(shè)置好的程序執(zhí)行指令，然后按照指令進(jìn)行掃描，并且可以根據(jù)掃描的情況了解現(xiàn)場狀態(tài)，從而對生產(chǎn)有更好的把握。另外，控制系統(tǒng)的有效響應(yīng)過程。在執(zhí)行和造成所設(shè)置好的程序時(shí)，系統(tǒng)會給出有效響應(yīng)，得出的執(zhí)行結(jié)果和運(yùn)算結(jié)果輸出到系統(tǒng)控制主機(jī)，主機(jī)在接收信號以后，會向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)信號，從而實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能應(yīng)用。

（四）集中分散調(diào)節(jié)

該技術(shù)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)集、散兩種管理模式，首先在集中管理方面，因?yàn)榧夹g(shù)采用的是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可做到對電氣工程各個(gè)子操作站的統(tǒng)一管控，在中控主機(jī)中就可通過通道對除塵機(jī)、電動閥、抖動電機(jī)、風(fēng)門電機(jī)、送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，同時(shí)還可集中監(jiān)測各個(gè)機(jī)組設(shè)備的運(yùn)行情況并及時(shí)上傳故障信息;在分散管理上也有良好應(yīng)用，某個(gè)機(jī)組出現(xiàn)故障，并不會影響其他子站的工作，從而不會導(dǎo)致停工的影響，而如果總系統(tǒng)中需要加入新的子站，只需在控制端進(jìn)行操作即可。

結(jié)語

綜上所述，技術(shù)創(chuàng)新下PLC技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用。將先進(jìn)的PLC技術(shù)應(yīng)用于電氣工程自動化控制領(lǐng)域，解決了傳統(tǒng)技術(shù)所存在的諸多不足。在先進(jìn)技術(shù)的帶動下，PLC技術(shù)還會得到優(yōu)化與完善，從而保證電氣工程自動化系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定，提高自動化運(yùn)行效率。

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