電氣設備自動化控制過程中PLC技術的應用

張嘉豪 趙啟飛

摘要：隨著社會經濟和科學技術的快速發展，工業領域對技術精度和安全系數有了新的要求。如今，信息化技術日漸成熟，PLC 可編程邏輯控制器的產生和改進為工業操作系統的數字化和電子化提供了技術支撐。PLC 技術具有較高的靈活度，便捷可靠，在現代電氣自動化中發揮著重要作用。在電氣設備自動化控制過程中，合理運用 PLC 技術，可以使整個系統的運行狀態和運行方式得到優化，促進電力行業的健康發展。

關鍵詞：電氣設備;自動化控制;PLC技術;應用

引言

可編程控制器是在微處理器的基礎上，結合計算機技術、半導體集成技術、自動控制技術、數字技術和通信網絡技術發展起來的一種通用工業自動控制裝置，因此，可以用其表示當下工業生產技術中程序控制部分的先進程度。它面向的主要對象包括兩類：過程控制和用戶，具有操作方便、可靠性高、適應工業生產環境等優點。

1.PLC 的基本特點

PLC控制技術的誕生，使整個工業控制技術有了質的飛躍。與傳統的繼電器控制技術相比，它主要有以下優點：（1）高可靠性以及強抗干擾能力。隨著科學技術的不斷發展，元器件的性能也在被不斷地進行完善，因此，在一定程度上提高了 PLC 的可靠運行性。通常情況下，PLC 可正常工作的時間是非常長的，甚至可以達到幾萬小時以上，使得該項指標已變得毫無意義，因此，大部分廠家在之后的生產過程中都不會再對該性能指標進行標注。大量的實踐表明，PLC運行系統發生故障的原因基本不是由其本身問題產生的，大多數還是其外部開關、傳感器或執行機構發生故障導致的。（2）通用性強，使用方便。目前大部分的 PLC 產品中所帶有的 I/O 模塊和相關部件都是比較齊全的，且基本上實現了系列化生產和功能模塊化的目標，在很大程度上滿足了用戶在進行不同系統控制時將所需部分進行組合的便利性，節省了用戶的設計時間。（3）程序設計簡單且易學易懂。通過對當前用戶的使用數據進行分析，可以看出電氣控制人員是PLC的主要使用對象。因此結合這個實際情況，PLC 廠家在對其進行設計時通常情況下不會采用微機使用編程語言，而選用了一種梯形圖語言，這種語言的結構和繼電器的控制原理圖是類似的，所以對工程技術人員來說，無論是學習還是使用都是非常便利的。 （4）硬件配套完備，適應性強。標準化且模塊化的PLC 產品其硬件配備較為完善，能夠運用便利的系統配置，組成規模與功能不同的 PLC 系統對用戶程序進行修改，實現配置調整，有效適應變化的各種工藝條件。具備較強的適應能力。（5）維修簡便易操作。PLC 系統本身擁有較為完備的自我診斷與現實功能，出現故障的情況較少，擁有較低的故障率。如果發生了意外故障，那么系統會自動提供故障信息以便進行維修處理。精準快速地尋找故障原因，且在排除故障的過程中，只需要更換模塊便可以完成，無需過多的操作。

2.PLC在電氣設備自動化控制的具體應用

2.1閉環控制過程中的實際應用

可編程控制器的相關技術在應用中發揮了非常重要的作用，其中順序控制功能在許多領域得到了廣泛的應用，可以最大限度地發揮相應的價值，比如 PLC 相關控制技術在火電領域中具有至關重要的作用，能夠在比較短時間內迅速將飛灰以及爐渣等有害物質進行清理，如果控制裝置系統受到不利影響，就會導致生產效率發生降低。應用 PLC 相關控制技術時，包括遠距離控制、傳感信號采集、主站層級等等順序控制環節，PLC 控制系統的設計過程中，需要充分考慮方案的合理性，有效規劃設計相關的控制裝置系統，最大限度的發揮順序控制系統的作用。在電子工程領域之中，PLC 相關控制技術在模擬信息量的前提下，能夠完成閉環控制的操作。

2.2順序控制

順序控制和開關量控制都是電力自動化輔助系統的重要過程控制方式，隨著生產過程中節能減排要求的提高，降耗增效是該行業關注的重點內容。因此在生產過程中進行自動化控制時，自動化控制水平的要求也隨之不斷提升。PLC 技術能夠取代繼電控制器，在當前的電力自動化輔助系統控制方面具有重要的影響。不僅可以對單獨工藝流程實現控制，還能夠在通訊總線連接以及信息模塊的協調配合下促進全長生產工作的協調與控制，令工作效率與質量得到提成。電力自動化系統從人力控制到強電控制以及計算機技術等先進技術的支持下，可以實現現代化的自動化控制。在當前的電氣設備自動化控制體系當中，輸煤系統的控制系統對整個系統的優劣產生具有重要作用，會嚴重影響到電力自動化的實際應用效果。當PLC技術被應用到電氣自動化系統當中時，會產生三層網絡結構，包括人機接口與 PLC 構成的主站層。遠程 IO 站以及現場傳感器。在系統集控室的主站層與遠程 O 站通過信息總線來進行連接，運用二次電纜將遠程 IO 站與傳感器進行連接。集控室內的主站層的PLC 系統只需要通過控制器的顯示屏，工作人員就可以清楚了解整個系統的運行情況，進行實時監控。

2.3PLC技術在開關量控制中的應用措施

開關控制是自動化系統中非常重要的一部分。由于傳統電氣工程中設備的精度和復雜性，開關控制不能滿足系統的需求，當電氣設備在運行過程中出現問題時，其不能有效進行保護，在出現故障時需要專業技術人員對其維護，時間較長，維護難度較高，影響設備運行和生產。而合理使用PLC技術來對開關量進行管控，能夠對系統運行展開實時的檢測，一定程度上降低維護人員工作難度。在實際應用過程中需要技術人員利用數據編程來管控設備開關，讓設備損耗降低，增強設備壽命，其也可將過往的故障數據記錄，提供給相關技術人員，以此來判斷故障發生概率，提前對故障問題進行預估?，F今，在開關量控制當中對于PLC技術應用還有很大完善空間，要加大對技術研究力度，總結PLC技術在使用過程中存在的問題，對其創新和優化，有效增強企業工作效率。

2.4在數據控制中的應用

加強數據處理是自動化的主要工作，PLC技術也是如此。Plc技術采用簡單的編程程序，經過初步的信息篩選，全面掃描設備內部梯形圖，直接獲得相關信息，結合程序合理處置信息，節省操作步驟，提高 PLC 運行速度，便于數據信息的有效處理。 數字信息時代，數據安全尤為重要，加強數據管理可以加速數據處理。數據控制包含被控對象與控制部分，利用控制程序合理采集相關數據，由控制人員編制相關程序，借助數字與統計方法合理控制數據，PLC 技術可使整個過程更加合理，有效控制數據運行。

2.5利用PLC技術來取代傳統繼電控制器

如今，PLC技術越來越完善和成熟，在電氣工程領域得到了充分的推廣和應用，這也使得一些傳統技術和設備逐漸被淘汰。特別是機電控制器在當前受到科技的影響，利用PLC技術來將其取代已經成為電氣工程領域發展的必然趨勢。一方面，在控制當中應用PLC技術，可以讓繼電器設備的作用和價值得到充分發揮，讓自動化系統各個流程有效協調，對生產展開處理。例如運輸煤能的體系當中，PLC技術就可以集中管理和維護上煤、儲煤以及配煤等環節，并通過傳感器和I/O使運行效果增強。另一個方面，PLC技術可以發揮存儲器與中央處理器的價值，建立控制主站層的模塊，使生產運行能自動切換，提升生產效率。

結束語

隨著電氣自動化時代的到來，PLC技術以其功能齊全、低消耗、高效率的技術優勢，具有廣闊的發展前景。PLC 作為國際通用網絡的重要內容，將會在我國電氣自動化建設中發揮積極影響，為我國實現可持續發展提供可靠的技術支撐。

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