電力拖動一體化中的PLC技術運用

田宗奎

（云南黃金礦業(yè)集團股份有限公司，云南 昆明 650200）

在新的經濟發(fā)展過程中，電力促進了中國經濟的發(fā)展。在此背景下，，電力系統(tǒng)自動化水平有所提高，因為PLC的性能優(yōu)勢廣泛應用于各個領域。可編程控制器在電力拖動集成系統(tǒng)中的應用顯而易見，提高了系統(tǒng)自動化水平，保證了系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。因此，在整合電力拖動時，必須加強對可編程控制器的應用研究[1]。

1 PLC技術與電力拖動一體化概述

1.1 PLC技術的概念

PLC是數(shù)據(jù)收集和處理的控制系統(tǒng)。其硬件與單臺計算機的硬件相同，具有獨立的處理器、I/O端口和控制面板。PLC可以收集和處理電能集成系統(tǒng)的開放式和模擬數(shù)量數(shù)據(jù)，并具有強大的編程能力。將API技術集成到示意圖程序中。它可以提高復雜邏輯程序的處理質量，并改變傳統(tǒng)的布線方法，以降低系統(tǒng)運行成本。隨著PLC技術的不斷進步，其應用范圍繼續(xù)擴大，在中國鋼鐵、石油等行業(yè)得到廣泛應用。PLC技術可以收集切換數(shù)據(jù)，在印刷等設備中發(fā)揮重要作用；可編程控制器對數(shù)量和工藝的控制對冶金工業(yè)也非常有用。此外，PLC技術還具有通信功能，利用互聯(lián)網技術可以實現(xiàn)實時通信。

1.2 PLC的特點

PLC廣泛應用于電力拖動集成，具有以下特點：

首先，PLC的可靠性很高，可靠性是設備或系統(tǒng)廣泛使用的基礎。PLC可編程控制器采用大規(guī)模集成電路，技術上無疑先進，具有較強的抗干擾能力，這也決定了其可靠性的優(yōu)勢。對有關數(shù)據(jù)的審查表明，基于可編程控制器的控制系統(tǒng)將不會那么復雜，系統(tǒng)故障率將低于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)。同時PLC控制系統(tǒng)具有自動檢測報警功能，也能提高系統(tǒng)本身的可靠性。其次，PLC功能是完美的。經過研究人員和技術人員多年的不懈努力和探索，他們積累了豐富的經驗，為技術發(fā)展提供了保障。PLC在各個領域的應用已經成熟，能夠在很大程度上滿足電氣系統(tǒng)自動化的發(fā)展需要。第三，PLC編程語言易于學習，不需要大量的專業(yè)知識，可以通過基礎學習進行編程。基于可編程控制器的系統(tǒng)簡化了設備和程序，外部電纜和接口更簡單，通過存儲和編輯簡化了維護。第四，PLC設備相對較小，從而節(jié)省了大量空間，使系統(tǒng)具有低功耗特性。

1.3 電力拖動系統(tǒng)的概述

目前，變頻調速技術在電力拖動系統(tǒng)中應用最廣泛。傳統(tǒng)生產方法不再符合現(xiàn)代生產的要求，因為現(xiàn)代生產復雜、數(shù)量大、效率高。電力拖動系統(tǒng)由于具有調速精度高、調速范圍廣、運行效率高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在現(xiàn)代生產中發(fā)揮著重要作用，能夠充分利用能源資源實現(xiàn)復雜生產。根據(jù)發(fā)動機電源類型，電力驅動系統(tǒng)可分為直流驅動系統(tǒng)和交流驅動系統(tǒng)。直流驅動系統(tǒng)可分為可控硅直接供電系統(tǒng)和可控硅勵磁系統(tǒng)。直流輸電系統(tǒng)具有良好的調速機械特性和廣泛的調速范圍等優(yōu)點，一般用于運輸。但是，由于實際運行中消耗的功率相對較大，發(fā)動機逆變在運行過程中容易使用，維護成本較高，因此范圍不大，主要用于小型機械生產運行。交流傳動系統(tǒng)有三種:交流電機、變頻調壓系統(tǒng)和交流調壓調速系統(tǒng)。其中變頻調速系統(tǒng)在企業(yè)生產加工中應用廣泛。電氣控制電路具有多功能高效的特點，例如電梯電氣傳動系統(tǒng)可以控制電梯的升降，大大提高人們的生活質量和生活水平。但是，在實踐中存在許多問題。首先，必須注意工作人員的技術問題，要求技術人員通過業(yè)務水平和專業(yè)技能，避免因不合理的設施和多個終端造成的安全事故。在實際電路設計中，由于設計者的疏忽，行程開關和時間繼電器無法按設計順序工作，導致電器故障造成安全事故。當行程開關由于外部因素和不合理的設計因素接地時，可能會影響線路設備的正常運行，稱為接地事故[2-5]。

2 PLC在電力拖動一體化中的運用過程

2.1 PLC電力拖動一體化中在供電控制系統(tǒng)中的有機應用

電是我們日常生活不可或缺的組成部分，它與我們的日常生活密切相關，給我們的生活帶來了極大的便利。特別是對于一些企業(yè)來說，電力具有很大的優(yōu)勢，快速電力供應在很大程度上保證了企業(yè)的生產和經營活動的正常運作。因此，電力使用的穩(wěn)定性和速度特別重要，因為這兩項指標往往是評估電力質量的重要指標。為了滿足用戶的需要，一些電力公司在其日常供應中高度重視電力供應的穩(wěn)定性、速度和可靠性，并使用技術和工具來實現(xiàn)這一目標。通常用于提高電源可靠性的方法是安裝備用電源，在意外斷電時繼續(xù)為用戶供電，從而有時間檢測和修復電源故障。雖然這種方法可以緩解臨時停電，但很難解決一些長期停電問題，也不能滿足一些電力需求高的用戶。此外，這種做法對安全構成嚴重威脅。PLC電氣驅動集成的應用很好地解決了這一問題，該技術現(xiàn)已廣泛應用于備用電源組件中。

2.2 PLC在電力拖動在實際過程中的應用分析

實際上，API是傳統(tǒng)電路控制的擴展。隨著技術的發(fā)展，電機回路控制逐漸轉向API控制可編程控制器使用梯形圖作為主要編程語言，這是開發(fā)應用于繼電器的邏輯控制系統(tǒng)的結果。以三相異步正負向控制過程為例，分析了PLC在電力拖動集成中的應用步驟:了解PLC內容與電力拖動技術的關系。包括輸入/輸出繼電器、梯形圖編程方法和編程說明。了解控制要求，分配輸入/輸出點，編寫I/O通道地址分配表，并繪制PLC布線示意圖。根據(jù)PLC布線原理圖設計程序，程序輸入在計算機上進行，程序執(zhí)行過程進行仿真。該程序被下載到自動化系統(tǒng)中，這是實施自動化系統(tǒng)的先決條件。最后，實現(xiàn)線路的安全和系統(tǒng)開發(fā)。

3 電力拖動一體化中PLC技術的使用

3.1 模擬量的過程控制

基于PLC技術的電力拖動集成由仿真數(shù)量控制，電力拖動系統(tǒng)的不同控制方法各不相同，其指標包括電壓、溫度、壓力等。模擬量程應根據(jù)電氣傳動材料的規(guī)范進行定義，并按照制造商手冊進行調試和安裝。通過將模擬數(shù)量結構與電能材料規(guī)格相結合，可以進一步提高工藝穩(wěn)定性。在PLC系統(tǒng)運行期間，它處理系統(tǒng)運行期間模擬的值，將其與其他歷史值進行比較，分析系統(tǒng)運行的物理量和關鍵要素，遠程建立運行數(shù)據(jù)，并進一步提高運行自動化水平。隨著現(xiàn)代電力拖動一體化的不斷發(fā)展，自動化的發(fā)展水平需要提高[6]。

3.2 通信控制模塊

目前，越來越多的綜合電力拖動通信控制是通過可編程控制器實現(xiàn)的，從而提高了可編程控制器通信模塊的安全性和功能。目前，電氣傳動一體化中可編程控制器實現(xiàn)了設備與指揮中心之間通信專用通信網絡的建立，從而提高了控制效果。對可編程控制器進行了詳細分析，改進了通信模塊功能，采用了遠程控制設備通信，將設備管理控制模式與自動化相結合，建立了自動化網絡系統(tǒng)。PLC技術在通信控制中的應用注重穩(wěn)定性和及時性，可以保證電力拖動集成的正常通信，遠程控制信息由控制器拖動到所有設備，實現(xiàn)集成目標。因此，所有可編程邏輯控制器都實現(xiàn)了可編程邏輯控制器通信模塊功能的配置，并根據(jù)實際電力拖動情況實現(xiàn)了集成設計。PLC通信控制具有較強的抗干擾能力，如果信號拖動不可靠，控制設備的控制可能會遇到一系列問題。

3.3 順序控制

在傳統(tǒng)的電力拖動集成系統(tǒng)中，中繼控制器通常使用。但是，隨著科技的發(fā)展，可編程控制器的優(yōu)勢逐漸擴大，中繼控制器逐漸被集成電力系統(tǒng)所取代。與此同時，節(jié)能和減少排放已成為一個基本的發(fā)展概念。在大型企業(yè)的發(fā)展過程中，目標是提高效率，同時減少資源消耗。可編程控制器控制系統(tǒng)高度可調，可以控制部分電路及其整個系統(tǒng)。PLC屬于主站層結構，控制整個系統(tǒng)在系統(tǒng)控制室內的運行。另一方面，主站外層通過光纖連接到控制室和I/O端口，通過觀看屏幕，工作人員可以了解系統(tǒng)的運行情況，并使用屏幕上的按鈕發(fā)出有效控制系統(tǒng)的指令。由于API主機中的輸入/輸出功率之間沒有關聯(lián)，因此輸入/輸出程序之間沒有影響。同時，使用光電耦合電源模式可以有效提高整個系統(tǒng)的運行可靠性。PLC控制系統(tǒng)可通過循環(huán)掃描檢測和分析系統(tǒng)中所有鏈的弱點，并可在CPU作用下進行內部電路檢測，從而提高系統(tǒng)運行的可靠性。此外，電氣部件的選擇非常嚴格，每個生產工藝都必須符合特定的生產工藝，每個模塊都具有屏蔽特性，因此組件不受輻射影響。但是，在運行時，組件性能得到了提高，以確保整個系統(tǒng)的安全性。

3.4 輸電設備自動控制

在電力公司的電力加工中，變速器泵必須在8小時內自動轉動。采用傳統(tǒng)的工作原理，泵故障時沒有自動切換方式，不能有效識別故障，可能導致旋轉運行問題，嚴重影響拖動的實際工作質量。將自動控制技術應用于輸送泵運行，能夠有效識別故障，及時手動改變狀態(tài)，中央系統(tǒng)能夠快速識別故障，跳過故障，進行旋轉操作。旋轉作業(yè)模式描述主要使用其獨特的輥循環(huán)質量控制技術。在這種情況下，應用幾行梯形就可以完成4臺泵在8小時以內的循環(huán)工作，從而有效地避免了故障，提高了操作效率，并減少故障的發(fā)生。驅動泵切換到手動操作時，程序輸入后執(zhí)行跳閘確定過程。此時，只需手動將控制箱放在開關上，然后手動打開開關，即可使魂環(huán)中的鼓回到其原始位置。

3.5 開關量控制

PLC交換機控制是一項基本功能，可提高交換機控制的效率并避免因故障而停機。可編程控制器技術在電力拖動集成中的應用可以根據(jù)實際情況進行調整，出現(xiàn)異常和故障時，可通過復制調度功能實現(xiàn)電控系統(tǒng)的運行和控制。分析過去和現(xiàn)有的模擬量，在故障前復制電氣傳動控制系統(tǒng)的運行，按正常模擬量覆蓋設備，避免避免故障、停機等問題的發(fā)生，提高設備運行的安全性和穩(wěn)定性。PLC的技術優(yōu)勢顯而易見。該程序用于仿真控制設備、控制電氣機械和繼電器效果良好，減少了電纜與電氣零部件之間的物理關系，提高了工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，并且利用PLC實現(xiàn)開關控制降低了電路的復雜度。此外，在電力拖動集成中使用API技術可以提高控制的穩(wěn)定性。可編程控制器技術廣泛應用于電氣系統(tǒng)，具有自動化和智能特性。通過配置安全回路功能，可以降低設備風險，提高泵設備的穩(wěn)定性和安全性。

4 如何掌握PLC在電力拖動系統(tǒng)實際運行中的運用

PLC技術需要大量的專業(yè)知識，因為PLC是由編程軟件遠程控制的，所以相關人員必須掌握過硬的編程語言知識。PLC在電力拖動系統(tǒng)中的應用離不開指令，必須掌握梯形圖的編程，相關專業(yè)人員的計算機水平較高。需要鞏固專業(yè)知識，了解專業(yè)領域的基本操作，為PLC的實際操作奠定理論和操作基礎。在掌握了基本的操作知識和技能后，需要對電力培訓系統(tǒng)的電路有一個清楚的了解。考慮到不同企業(yè)電氣傳動控制系統(tǒng)的差異，研究企業(yè)設備的具體控制電路十分重要。經驗不豐富的人員通常會忽略實際電路設計中的回路設計，使得設計失敗，從而導致開關和時間繼電器無法按設計順序工作，最終使電氣設備無法正常工作。因此，有關專業(yè)人員必須有足夠的耐心，合理分配入口點和出口點，完成信道地址和API布線的分配，并設計合理正確的布線圖[7-9]。

5 結語

綜上所述，在電力拖動一體化中應用PLC技術，可以進一步提高電力拖動一體化的自動化和智能化水平，進一步提高系統(tǒng)控制的安全性和穩(wěn)定性，具有很大的應用和推廣價值。