淺議電氣自動化中PLC的作用

【摘要】PLC在電氣自動化發展過程中發揮著越來越廣泛的作用，本文主要介紹了PLC的特點以及在電氣自動化中的主要應用，在此基礎上對其發展趨勢進行了展望。

【關鍵詞】PLC；電氣自動化；發展趨勢

可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC或PC） 是專為在工業環境下應用而設計的一種數字運算操作電子系統。其存儲器采用了可編程序以實現在其內部存儲進行運算、控制、記錄等操作指令，并可以將存儲內容通過數字或模擬量等形式進行輸入或輸出來控制工業生產過程。傳統的工業電氣自動化控制系統，各種電控盤之間的電氣控制大都采用電氣連接線（被稱作是硬件） 進行連接，這種連接線在使用中維護量大，可靠性差，尤其是當線路復雜、控制線路距離長時，無論是安裝還是調試都顯得非常的麻煩在現場的維護過程中，由于控制線路繁多復雜出現短路、開路等事故率也大得多，這給就維護人員帶來了諸多的不便，在實際檢修過程中，維護人員也往往因查線難度大而大傷腦筋，經常又因檢修不及時而影響電氣設備的正常運轉。另外，為了達到電氣控制的目的，在安裝時需要消耗大量的電氣連接線，因此，電氣線材消耗嚴重。PLC技術解決了傳統控制系統上述缺點，因此近年來在電氣自動化中得到廣泛應用。

1 PLC在電力系統中的應用

1.1 順序控制

火力發電系統內的輔助系統的工藝流程的控制多為順序控制和開關量控制兩種。隨著改革的深入以及國家對節能減排要求的逐步提高，該行業在生產過程中降低資源損耗和提高效益已成為各企業的管理最終目標。因此對類似企業輔助車間的自動控制水平也提出了更高的要求，近年來大型火電企業的輔助系統均已由PLC 控制系統代替了原來的繼電控制器，并且隨著科技的進步采用PLC控制系統不僅可以單獨控制某個工藝流程，并且可以通過信息模塊與通信總線連接來協調全廠生產工作。

1.2 輸煤系統

輸煤系統的優劣決定著生產效率的高低以及環境的優劣，輸煤系統至今已經經歷了人力控制、強電控制和現在采用的計算機控制等幾個階段，一般火力發電企業的輸煤系統包括上煤、儲煤、卸煤、配煤以及其輔助系統等構成。輸煤控制系統由主站層、遠程IO 站、現場傳感器等三層的網絡結構，其中PLC 和人機接口構成主站層，該部分一般設置于系統集控室內；主站層通過光纖通訊總線與遠程IO 站相連接，遠程IO 站設備與輸煤傳感器通過二次控制電纜相連接。其集控室內主要以自動控制為主、以帶聯鎖或解除聯鎖的手動控制為輔，運行人員在控制室內可以通過顯示屏來實現對系統設備進行監視和控制并可以通過緊急事故開關和檢修啟停按鈕來控制系統狀態，該種技術的使用可以在很大程度上提高生產效率，并減少了運行人員工作量和改善了工作環境。

1.3 開關量控制斷路器控制

原來的火電系統內多采用電磁型繼電器為主要元件的控制器，該系統采用了大量電磁元件，因此其自身的大量觸點大大降低了系統的可靠性，同時該種系統還具有接線復雜、維修困難等缺點，而近年來PLC的運用則用大量軟繼電器代替大量的實物元件，因此大大提高了其可靠性，運行人員只需進行簡單的分合閘操作，在操作過程中系統能夠根據實際能否運行而給出相應的指示信號，并且在系統發生故障時可以自動分閘，同時給出信號指示；PLC控制系統可以大大簡化二次接線，且線路都存在各自的公共端因此接線過程中還不容易發生錯誤，且其無需配備專門的閃光電源，在具備符合要求的程序前提下只進行簡單的接線即可滿足要求；并且PLC 控制系統可簡化其輔助開關數目，并可實現多臺斷路器的控制及信號集中顯示，可以減輕工作人員的維護和檢修工作量。

1.4自動切換

為了加強供電的可靠性，備用電源自動投入裝置多年前就應用在火電企業當中，最初為手動或自動進行供回電線路的操作，雖然該操作過程往往之需要幾秒鐘的時間，但對于有連續供電要求的用戶來說也是不允許的，因此，為了提高供電的可靠性，由PLC夠成的備用電源自動投入裝置應運而生，其可以通過編程來使用各種運行方式，其將采集到的一次設備的正常運行信號作為備用電源啟動或關閉的依據，由于該控制系統具有數據處理以及邏輯判斷功能，因此其不僅能完成備用電源自投的操作，且其能考慮系統運行情況以及其他操作要求，同時系統本身具有很強的抗干擾能力，并具有可靠性高、接線簡單、調試操作方便以及成本低等優點。

1.5 閉環控制泵類電機

火電成內泵類啟動方式一般有自動啟動、機旁屏手動啟動以及現場控制箱手動啟動幾種。自動狀態下泵的開機時由PLC內順控模塊根據各個泵的累積運行時間長短來選擇主備用泵；而機旁屏開啟方式則是需調節現場開關的方式來啟閉泵，其主備用泵則是根據人類對運行時間的比較來決定每臺泵的啟閉，而若要在現場對其進行操作則需將開關調至“調速器手動”檔位才能實現。現在火電廠泵類的控制有PLC和常規控制兩種，一般講常規回路作為PLC 控制的補充，及作為泵類控制的安全回路，即實現了即使PLC 故障也可保證泵類的正常使用。

1.6 調速器控制

調速器至今經歷了機械液壓調速器、電氣液壓調速器以及計算機調速器幾個階段，其中PLC控制系統一般由轉速測量單元、電子調節單元和電液執行單元構成，其三個單元分別控制著調速器的轉速測量、調節規律的形成和驅動導水機構的職能。

2 PLC在電氣自動化中的發展趨勢

2.1 增強抗干擾性

如生產環境過于惡劣或是電磁干擾異常強烈則也可造成PLC 控制系統的運算或是控制錯誤，導致在某些生產環節出現錯誤而不能保證正常的生產運行，因此，提高PLC 的可靠性是其未來發展的主要方向，其一方面要提高抗干擾能力同時在設計、安裝以及使用過程中引起重視，盡量減少對其造成負面影響。

2.2 網絡化、數字化

目前用于火電系統控制系統的DCS 雖技術日益成熟但近年來其發展日趨緩慢，PLC 的產生及發展使其與相互吸收彼此特點，逐步同化，并逐步發展成為新的控制系統———FCS 系統，其既保留了原來系統的特性又實現了工業自動化技術的發展，并使數字化、智能化控制得到進一步的發展和應用，因此其近年來在火電廠的應用日益廣泛。

3結語

為了能夠更廣泛的適應未來各種工業生產過程中控制場所的需要，PLC 控制系統功能更加強大、人機界面更完美、通信設備更完備、現場總線通信能力更成熟，從而更好地適應各種工業控制場合的需求。

參考文獻

[1]劉偉光.PLC在電氣自動化系統中的應用與發展[J]. 黑龍江科技信息. 2011（19）

[2]徐子聞.PLC在電氣自動化中的應用研究[J]. 科技風. 2011（06）

[3]韓進雷.淺談PLC在電氣自動化系統中的應用[J]. 品牌（理論月刊）. 2011（05）