PLC在電氣自動化控制中的應用研究

宮伯燕

摘 要：介紹了PLC的概念，討論了PLC在電氣自動化控制中的應用情況，并對其在當前電氣自動化中的應用情況進行了討論。目前，應用PLC技術(shù)能明顯提高電氣自動化控制系統(tǒng)的運行效率，從而為提高生產(chǎn)質(zhì)量奠定堅實的基礎。

關鍵詞：PLC；電氣自動化控制；閉環(huán)控制；電磁性繼電器

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.140

電氣自動化控制系統(tǒng)在現(xiàn)代社會生產(chǎn)、服務中發(fā)揮著重要作用，是智能化技術(shù)的重要體現(xiàn)，可強化電氣自動化系統(tǒng)的綜合管理能力，且在加快自動化控制技術(shù)優(yōu)化升級中發(fā)揮著重要作用。從電氣自動化控制技術(shù)的發(fā)展流程看，尤其在電力系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的電氣自動化技術(shù)存在諸多缺陷，PLC技術(shù)對電子自動化控制的影響越來越明顯，不僅優(yōu)化了電氣自動化控制流程，還提高了設備運行效率，在電氣自動化控制發(fā)展中作出了突出貢獻。

1 PLC及其應用

1.1 PLC

PLC是一種依據(jù)客戶要求以串行的形式發(fā)送工作命令的技術(shù)。在命令發(fā)送結(jié)束后，系統(tǒng)會根據(jù)PLC的CPU獲取、分析、處理各個輸入點的工作狀態(tài)向各個控制點發(fā)送相應的控制信號。在整個控制過程中，PLC的CPU在每一時刻只執(zhí)行一個命令，直至程序命令結(jié)束，并在特定的程序范圍內(nèi)反復執(zhí)行同一命令，直至收到結(jié)束指令。

與常規(guī)系統(tǒng)相比，PLC系統(tǒng)的接線量更少，主要在輸出端和輸入端兩處接線，其他功能部位的功能量輸出主要由各自的軟件連接，降低了外部因素對系統(tǒng)運行的影響。在運行過程中，PLC系統(tǒng)自動以程序的形式將所要發(fā)送、儲存的信息存入儲存器中。如果在運行中客戶端需要修改控制命令，則只需要修改存儲器的控制程序，這樣可避免變動接線工序，體現(xiàn)了系統(tǒng)運行的靈活性。

1.2 PLC在電氣自動化中的應用

1.2.1 在閉環(huán)控制中的應用

眾所周知，電氣自動化控制系統(tǒng)的點擊啟動分為現(xiàn)場手動啟動、機旁手動啟動等。電氣自動化控制系統(tǒng)中PLC系統(tǒng)的閉環(huán)控制，包括轉(zhuǎn)速測量、電液執(zhí)行單位等，可對自動化控制系統(tǒng)的運行造成影響。比如，在動力泵開機時，PLC控制模塊結(jié)合電氣自動化系統(tǒng)泵的運行時間，即可確定是否啟動/關閉主備用泵。從當前相關技術(shù)的應用情況看，在閉環(huán)控制中常使用常規(guī)控制系統(tǒng)與PLC系統(tǒng)結(jié)合的方式，即以常規(guī)系統(tǒng)來彌補PLC系統(tǒng)的不足。

1.2.2 開關量控制

在傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)中，電磁性繼電器是電氣控制系統(tǒng)的主要載體，但該設備運行過程中常出現(xiàn)觸電故障，嚴重降低了電力系統(tǒng)的運行能力。在開關量控制的應用中，PLC系統(tǒng)采用了大量軟繼電器，進一步提高了電氣自動化控制系統(tǒng)的安全性；加之PLC控制器具有維護簡單、功能齊全等特點，在滿足電力系統(tǒng)電氣設備運行要求的同時，有效簡化了電氣二次接線的過程。在應用PLC系統(tǒng)后，電氣自動化控制系統(tǒng)的系統(tǒng)輔助開關數(shù)量明顯減少，并可集中控制多個斷路器的運行信號。以火力發(fā)電系統(tǒng)為例，在電氣自動化系統(tǒng)中應用PLC技術(shù)后，工作人員可根據(jù)系統(tǒng)運行情況調(diào)整其運行方式，并保證整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，從而實現(xiàn)火力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2 PLC控制的應用分析

2.1 順序控制

在電力系統(tǒng)自動化建設過程中，輔助系統(tǒng)包括開關量控制和順序控制。隨著國家對電力系統(tǒng)節(jié)能減排要求的逐步提高，眾多電力企業(yè)采用PLC控制技術(shù)取代了傳統(tǒng)的繼電控制器。PLC控制系統(tǒng)實現(xiàn)了對電力系統(tǒng)中單個設備的控制管理，并可利用通信總線與信息模塊的連接協(xié)調(diào)控制電力系統(tǒng)的生產(chǎn)過程。以發(fā)電企業(yè)在電力系統(tǒng)中的輸電為例，發(fā)電企業(yè)的電能輸送控制匯總利用的是三層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，包括發(fā)電現(xiàn)場傳感器、遠程IO站和主站層。其中，主站層由人機接口和PLC組成，一般將其設置在電力系統(tǒng)中的集控室內(nèi)。在集控室中，以PLC自動控制為主，解除聯(lián)鎖或帶有聯(lián)鎖的控制手段為輔。在控制過程中，現(xiàn)場的工作人員可通過顯示屏監(jiān)視控制過程，從而提升了電力系統(tǒng)的自動化水平、安全性和生產(chǎn)效率。

2.2 備用電源自動投入

PLC可通過編程利用各種有效措施，及時反饋采集到的電氣設備運行狀態(tài)，進而作為備用電源開啟、關閉的重要依據(jù)。PLC具有邏輯判斷功能和數(shù)據(jù)綜合處理能力，可對備用電源實行不間斷的電源自投操作。同時，PLC可根據(jù)電力系統(tǒng)的實際運行情況采取其他措施，以提升電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。PLC的應用有效提升了電力系統(tǒng)的抗干擾性。

2.3 電源模塊

在一般的變頻器系統(tǒng)處理中，通常會將特定頻率的電流轉(zhuǎn)化為直流電，再通過逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為額定功率的交流電。比如在SIM-TION控制系統(tǒng)中，通過配置相應的電源模塊將工業(yè)交流電轉(zhuǎn)化為直流電，并采用多種電機模塊的運行方式，使該系統(tǒng)具有了良好的擴展性。在電源模塊調(diào)節(jié)中，通常會根據(jù)參數(shù)的變化情況將轉(zhuǎn)化出的直流電穩(wěn)定至可變值，并使其具有SIMPOTION通信功能；對于不可調(diào)的電源模塊，只需將其控制為固定的直流電壓值即可。

2.4 安全回路

在電力系統(tǒng)的運行過程中，可利用現(xiàn)場控制型箱手動啟動、機旁屏手動啟動和自動啟動等多種方式完成泵類啟動。在自動狀態(tài)下啟動泵時，PLC順控模塊會按照各個泵的積累運行時間確定主、備用泵。工作人員應根據(jù)現(xiàn)場的實際情況確定主、備用泵。目前，泵類的控制方式主要包括常規(guī)控制和PLC控制，可將二者結(jié)合應用在電力系統(tǒng)中，并以PLC控制為主，將常規(guī)控制模式作為PLC控制的有效補充，來保障電力系統(tǒng)中泵類的正常運轉(zhuǎn)。PLC控制在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大作用，有效保障了電氣設備在電力系統(tǒng)中的高效、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

3 結(jié)束語

本文主要討論了PLC在電氣自動化控制中的應用情況，并結(jié)合數(shù)控機床技術(shù)對其具體應用技術(shù)進行了分析。對于相關工作人員而言，在開展電氣自動化控制分析中，要正確認識PLC技術(shù)的操作要點和難點，在進一步優(yōu)化信息處理的基礎上控制整個數(shù)據(jù)處理流程。總體而言，在電氣自動化控制系統(tǒng)中，PLC技術(shù)因具有靈活、方便的優(yōu)點而得到了廣泛推廣，屬于先進的技術(shù)類型之一，將在現(xiàn)代社會的發(fā)展中發(fā)揮更加明顯的作用。

參考文獻

[1]王鑫.PLC在電氣自動化控制中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用（工業(yè)技術(shù)），2014（19）：131-132.

[2]高瑋.PLC在電氣自動化控制中的運用[J].技術(shù)與應用，2015（02）：149-150.

[3]徐凱.PLC在電氣自動化控制中的應用價值[J].山東工業(yè)技術(shù)（電子技術(shù)），2013（13）：189-190.

[4]尹彩梅.芻議PLC在電氣自動化控制中的應用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，23（21）：188-189.

〔編輯：張思楠〕