電氣自動化PLC調試系統的應用與控制

牛 甲

(楊凌職業技術學院，陜西 咸陽 712100)

0 引言

PLC技術已經被廣泛應用在工業的各個生產環節，這種控制技術和其他控制技術相比，在控制精度和控制可靠性方面存在著很多優勢，能夠滿足不同場合的控制要求。電力行業對于控制技術和控制器的要求很高，尤其在穩定性、可靠性以及抗干擾性方面要能夠達到相應的設計指標。而PLC控制技術在實時性、穩定性、安全性方面完成能夠滿足電力行業的各種設計指標。本文從PLC技術出發，探究了PLC技術的優勢、存在的問題以及未來發展的趨勢，從而更好地促進PLC技術在電力行業中的應用。

1 電氣自動化中的 PLC 系統的概述

隨著電力系統規模越來越大，電力系統中電力設備以及傳感器的數量急劇增加，需要使用功能更加強大、性能更加穩定的控制器開展電力設備管理和電力調度。PLC系統具有可編程能力，通過相應的控制算法能夠完成既定的控制任務和數據分析，如圖1所示。電氣自動化PLC技術在發展的同時，智能控制算法也在不斷地發展和應用，將先進的控制算法在PLC控制器中實現，提高了PLC技術控制的精度和效率，滿足了不同應用場合的需求，而且能夠更好地加強對于電力資源的配置和利用。而且PLC設備十分適合于規模較大的電力系統，能夠對于電力系統中各個環節進行有效的監控和分析，保障電力系統始終運行在一個穩定的狀態。另外隨著工業通信技術以及可視化技術的發展，使得PLC技術逐漸朝著智能化、信息化以及智能化的方向。

圖1 電氣PLC控制柜

2 PLC可編程控制器的作用和優勢

2.1 可編程邏輯控制器的優勢

(1)抗干擾能力強，能夠適合各種復雜的工業生產環境，這也是PLC控制器被廣泛應用各種工業生產環節的重要原因。在PLC控制器內部電路中，為了保證電路抗干擾能力在其中設計了各種隔離和濾波電路，這些電路能夠有效屏蔽、抑制和過濾那些干擾信號影響，從而保障電路內部的穩定運行。同時在電路模塊中還有很多自我檢測和保護電路模塊，能夠對于控制器內部運行狀態進行有效監控，從而保障控制器穩定運行。(2)PLC裝置的編程和調試方便，一般的PLC程序使用的梯形圖編程方式，可視化程度高，對于編程者的能力要求不高，只需要他們能夠對于上層模塊進行設計即可，不需要關注與底層實現。(3)PLC控制器的網絡通信模塊強大，不同環節的控制器能夠形成物聯網網絡，通過遠程通信將生產環節的各種電力參數上傳到主控制器，在控制室能夠監控各個生產環節的狀態。

2.2 自動化PLC調試系統的優勢

自動化PLC調試系統能夠對于整個環節的運行狀態進行監管和分析，分析可能存在的潛在問題，及時制定相應的解決方案，更好地保障系統運行的可靠性和安全性。PLC系統在應用過程中離不開傳感器技術、通信技術以及可視化技術，傳感器技術在信號的來源，通過傳感器網絡技術能夠有效地搜集系統中各種所需要的信號，例如溫度、壓力、電流以及電壓等信號等。通過一定的信號處理，例如濾波、數模轉換等，將信息進行有效地融合和處理，然后通過通信技術將數據上傳到PLC控制中心進行相應的處理，而且最終的數據能夠進行可視化顯示，在終端通過圖形界面能夠有效的分析整個系統運行的狀態情況，及時掌握整個系統的運行情況。

3 PLC技術應用電力系統的優勢

3.1 保障電力調度的可靠性

電氣自動化PLC技術的應用和發展對于電力系統的發展起到了積極的促進作用。電力電氣自動化PLC技術主要加強的是對于電力資源的調度和管理，提高電力資源的利用效益。它主要通過對于用戶需求分析，結合著自身電力資源的情況，通過相關算法分析，制定最優的調度方案，從而能夠減少電力資源在傳輸過程中的電能損失，從而更好地提高電力資源的利用效率。電氣自動化PLC技術的應用能夠滿足不同用戶對于電力資源的需求，在保障供電服務質量的基礎上，減少電能在傳輸過程中的損失，有效地提高了供電的經濟性和綠色性。另外，電氣自動化PLC技術在智能診斷以及智能分析方面還具有很強的優勢，通過相關算法能夠對于電力系統中電力參數的搜集和分析，能夠分析出電力系統工作狀態以及可能存在的問題，通過局部回路的診斷能夠將故障確定在一個具體的范圍，及時做好電力系統的排查工作，減少電力事故的出現，從而更好地保障電力系統的穩定運行[1]。

3.2 極大提高制造電力企業的效益

隨著電氣自動化PLC技術發展，電力設備的智能水平越來越高，能夠保障電力系統始終工作在一個穩定的工作狀態。電氣自動化PLC技術的應用還能夠最大程度提高企業的經濟效益。通過使用智能算法來對于用戶用電規模進行分析，根據用電規模、傳輸距離以及線路選擇等因素進行優化，從而制定最佳的調度方案，不僅能夠有效提高供電的安全性和可靠性，還能夠有效提高企業的經濟效益，減少不必要的能源消耗。

4 編程控制器系統的故障分析

4.1 輸入、輸出單元的故障

輸入單元由于長時間的磨損和外界環境的作用，從而使得編程控制器出現故障，常見的故障如下：(1)輸入LED指示燈不亮，造成這樣的原因主要是由于供電線路出現問題，具體原因可能是接觸點接觸不良、供電電壓不足或者沒有提供供電電壓、驅動電路或者接觸端接觸不可靠等問題。(2)主控制器無法控制輸入端的邏輯變化，控制信號失靈，造成這種情況的主要原因是輸入端內部電路中繼電器模塊出現問題。(3)輸入端繼電器模塊的控制出現失靈，執行指令和控制指令不匹配，甚至輸入端出現勿動等現象，造成這樣的原因主要可能是電路接觸不良、輸入電路內部出現問題或者編程邏輯出現問題(常見的指令問題如使用了特殊輸入點符號等)。(4)輸入端執行指令無誤，但是LED燈不亮，問題是LED指示電路故障。 輸出故障跟輸入故障存在著很大的相似性，很多問題故障種類有很多類似，但是輸出端往往需要接入功率較大的負載，如果供電電壓或者供電電流不能滿足輸出設備的額定要求，就會造成很多問題，這些問題會影響著電路的正常工作。比如輸出端模塊輸出故障，指令輸出后執行器不工作，造成這樣的原因可能是以下幾個方面導致的，執行器的供電不滿足要求或者沒有進行供電，這種情況導致電壓沒法正常驅動負載工作。

4.2 常閉觸點連接存在故障問題

PLC設備運行過程中，它的常閉觸點也經常出現故障。這個常閉觸點在一般運行過程中是處于閉合狀態，這個常閉觸點一般是和一個停止按鈕相連接,這樣停止按鈕能夠一直和電源相連接。在故障期間，在收到一個正常的停止命令后，設備沒有正常停止。這種類型的故障，只能通過切斷主電路電源來停止設備。在實際設備生產中，如果主回路電源開關與設備之間距離較遠，電機將無法正常停機，在實際生產過程中容易發生一些重大安全事故。

5 PLC技術未來發展的趨勢

5.1 PLC技術自動化和信息化

隨著人工智能技術以及智能制造技術的發展，未來PLC技術逐漸朝著信息化、智能化以及集成化的方向發展。通過將工業物聯網技術和PLC技術有機結合起來，使得電力調度和電力管理的效率得到顯著提升。通過建立完善的工業信息網絡，能夠將電力管理系統分為不同的系統層級，在不同層級賦予不同的功能和任務，像通信網絡一樣，未來很多應用可以通過移動終端或者云端來完成，電力調度和管理和電力系統能夠完成相應的分離，更好地為用戶提供個性化的供電服務。但是不可否認，信息技術的發展離不開基礎設施和基礎設備的完善，還需要加強電力基礎設施建設，提高系統級和算法級的創新，更好地促進PLC技術的應用和發展。

5.2 綠色化方向發展

電氣自動化PLC系統在運行過程中會消耗大量的能源，會產生大量的能量消耗，還會對于生態系統造成不同的破壞。我國不斷進行產業結構調整，逐漸淘汰高能耗和高污染的一些制造企業。為了更好地促進工業產業的健康發展，需要不斷進行產業結構調整，通過應用更加先進的工藝和先進的材料技術來提高加工的效率，減少不必要的能源消耗。綠色化方向是PLC系統應用和發展的一個重要方向，需要引入各種先進的技術，主要包括了低壓低功耗技術、節能技術。一方面要減少PLC系統自身內部的消耗，當通過低壓低功耗的一些技術，當系統處于非工作狀態，可以讓PLC系統處于休眠狀態。另一方面可以通過算法設計，將任務進行分層次調度，在不同的階段執行不同的任務，減少任務之間的競爭。而且未來隨著EDA技術和加工技術的發展，使得PLC系統設計的周期顯著減少，通過智能仿真技術進行機械產品的仿真和設計，大大提高了產品的設計質量，減少了能源消耗，更有利于產品的綠色發展。

6 結語

綜上所示，PLC技術在過去獲得了很大的發展和應用，在未來也逐漸朝著智能化和信息化的方向發展。在應用過程中還需要了解PLC裝置的一些常見故障，及時做好維護管理，更好的保障電力系統安全穩定的運行。