PLC在電氣自動化中的應用與發展

李建東

摘 要：傳統的工業電氣自動化控制系統中，各種電氣控制都是用連接線連接，這種連接線可靠性差，在使用過程中經常損壞，增加了維護人員的工作量和工作難度。PLC技術通過數字或模擬量進行輸入或輸出從而控制工業生產，能有效的解決傳統工業電氣控制的問題。本文就PLC在電氣自動化中的應用進行詳細的闡述，并對其發展提出一些建議。

關鍵詞：PLC；電氣自動化；應用；發展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.122

隨著社會經濟的發展，電氣自動化控制在各領域中的應用都十分廣泛，不僅能提高生產效率，還能降低維修人員的工作難度。PLC技術是專為工業生產而設計的一種數字運算操作電子系統，直接控制工業電氣生產系統，促進了電氣自動化領域的發展。

1 PLC在電氣自動化中的應用

1.1 開關量控制

PLC的工作原理是用內部已經被定義的輔助繼電器來代替原來的機械觸電器，運行的時候只需要研究0-1的狀態，而傳統的繼電器還需要返回一定的系數根據系數來研究運行時的狀態，因此用PLC作為開關控制非常適合。

之前的火力發電系統大多數使用電磁型繼電器作為主要的控制元件，這些繼電器有大量的接觸點，接線時復雜，且可靠性較低。如今使用PLC來代替電磁型繼電器，不僅提高了可靠性和安全性，也降低了工作人員的工作量。工作人員在操作中根據系統的提示執行下一步操作，在系統出現故障時能自動分閘，且能提供相應的信號指示。PLC的每個線路都有自身的公共端，且接線難度較低，不用配置閃光電源，只需簡單的接線就能滿足系統控制的要求。PLC能同時控制多臺斷路控制器，集中顯示控制信號，便于運營人員的管理和調度。

PLC還能實現供電的各種運行方式，之前火電廠通過在裝置中裝入備用電源來實現連續供電，但是需要人工操作。現在PLC把設備運行中的各種信號作為運行方式的判斷依據，能實現不同運行方式的自由切換和控制。使用PLC作為備用電源增加了供電的穩定性和可靠性，同時也降低了運行成本，提高了運營效率。

1.2 順序控制

火力發電系統為了節能減排，近年來其輔助系統由原來的繼電控制器都更換為PLC控制系統，既可以控制單個工藝流程，也可以協調全場的生產和供電工作。輸煤系統決定了生產效率的高低，一般包括主站層、遠程IO站、現場傳感器這三層結構。PLC和人機接口組成主站層，一般位于系統的集控室內；主站層通過光纖通訊總線和遠程IO站相連，遠程IO站設備通過二次控制電纜和輸煤傳感器相連。工作人員在集控室內可以通過大屏幕來了解設備的狀態，并通過檢修按鈕或緊急事故按鈕來控制輸煤系統，從整體上提高了輸煤系統的生產效率。

電廠的傳統氣力除灰系統主要通過繼電器邏輯電路順序來控制，現在主要使用PLC順序控制系統控制。PLC控制系統在氣力吹灰系統中占核心地位，它可以控制送風機、氣化風機、加熱器、收灰分機、除塵器等。氣力除灰系統也可以由PLC、傳感器、二次儀表等組成，依據網絡結構分為下位機控制器和操作員部分。PLC控制系統的軟件采用模塊化設計，便于修改、更新、調試，而PLC遠程站的完善還可以實現氣力除灰系統的自動化控制。

1.3 閉環控制

自動電力系統的控制和壓力、流量、溫度、速度等變量有關，需要連續監控它們的變化，之前的PLC不能實現這一功能。現在PLC模塊的生產廠家在生產中已經具備PID指令，能實現閉環控制這一功能，使用時只需要設置一些常用的參數，直接使用PID指令就可以實現PID的控制，非常方便。調速器油泵的啟動方式有許多，每臺控制器可以自動運行，而且可以累計油泵的運行總時間。當調速器壓油罐的壓力降低時，主泵就會自動啟動，如果持續降到整定值時，備用油泵就會相繼啟動。PLC能使油泵按照各自的運行時間來選擇主用泵，且PLC控制系統會直接輸出2臺油泵的有限的啟動權來選擇繼電器。PLC控制油泵分為自動控制和常規控制兩種，常規控制是整個PLC控制系統的補充，是整個油泵控制系統的安全回路，保證了供電系統的穩定運行。水輪機的調速器能確保整個水力發電系統的穩定運行，而調速機由機械液壓型調速器變為電氣液壓型調速器，又變為現在的微機調速器（PLC）。PLC調速器的控制系統由轉速測量單元、電子調節單元、電液執行單元組成，可以實現導水機構、測量轉速及調節規律三個功能，通過軟件控制調節規律。

2 PLC在電氣自動化中的發展建議

2.1 網絡化、數字化

用于火力發電系統的DCS技術日益成熟，但是發展比較緩慢，如果PLC技術和DCS技術有效的結合，吸收彼此的優點，形成新的控制系統，進一步實現工業的自動化控制。在PLC技術使用時要結合當下互聯網和通信技術，通過設置通信機制、轉換通信協議及更新軟件實現PLC技術的遠程電氣自動化控制，節省了人力、物力，提高了運行效率。PLC技術要與數字技術相結合，實現PLC控制系統數據及各設備狀態的可視化，管理人員根據數字和狀態顯示屏來安排人員維修或現場調試。

2.2 增強干擾性

PLC在電氣自動化控制中的應用主要在工業環境下使用，而工廠中一般有大量的工業設備，產生的電磁場特別強，PLC技術在一定程度上會受到干擾，使PLC控制系統中的元件損壞或降低元件的工作精度，而影響PLC控制系統的準確度，所以在以后PLC技術的發展過程中要從硬件和軟件兩方面增強PLC技術抗電磁場的干擾性，為控制系統的穩定運行提供保障。另外人員在安裝時，要盡可能遠離電磁場較強的設備，如果范圍較小必須要近距離安裝時，可在PLC控制系統的元件外增加套管，減少設備間電磁場的相互影響。在PLC技術使用中由于人為原因出現數據輸入錯誤或是操作錯誤，導致PLC控制系統發出錯誤的指令，因此工作人員在使用PLC技術時要認真負責，防止因為自己的一點小失誤，給企業帶來大的損失。

3 結語

本文重點闡述了PLC在電氣自動化中的應用，分別為開關量控制、順序控制及閉環控制。然后介紹了PLC在電氣自動化發展中的建議：網絡化、數字化，增強干擾性。PLC技術彌補了傳統電氣自動化控制的不足，節約了資源，提高了工作效率，保護了環境，促進了企業的發展。

參考文獻：

[1]張蕾，劉曉燕，付建林等.PLC在電氣自動化系統中的應用與發展[J].黑龍江科技信息，2013（25）：68-68.

[2]張曉光.PLC在電氣自動化的應用與發展[J].黑龍江科技信息，2015（26）：127-127.

[3]邢偉華，蔡文彬，王茹等.PLC在電氣自動化工程中的應用與發展[J].內蒙古科技與經濟，2015（04）：103，125.