初探電氣工程自動化控制中PLC技術的應用

王洪志

摘? 要：PLC技術是一種計算機技術中可編程控制器技術，對傳統電氣工程自動化控制中的缺點進行有效彌補，全面提升電氣工程自動化控制技術的質量與水平，維護電氣工程的安全，有利于電氣工程行業的可持續發展。本文對PLC技術在電氣工程自動化控制的應用問題進行研究，提高我國電氣工程行業的發展水平。

關鍵詞：電氣工程自動化控制;PLC技術;應用

一、PLC技術概述

PLC是一種可編程的存儲器，用在內部儲存程序時，執行定時、計數、運算等自動化指令，所以被廣泛應用在電氣工程自動化控制中。由于我國科技的不斷發展，自動化技術不斷優化更新。PLC技術是將傳統的技術與現在的微機技術相結合的產物，避免以往技術的可靠性低等特點，充分吸收利用微機處理器的優點。通過比較簡單基礎的繼電器梯形圖進行編程程序，不需要專業的編程語言，所以應用十分廣泛。將PLC技術的融入，使得自動化控制朝著信息化的方向發展，將兩者結合起來的原因是由于希望可以將電氣設備的較大的存儲量與計算機較快的速度結合起來，將兩者的優勢展現出來。

二、PLC核心技術

1.控制技術

PLC技術控制系統主要包括存儲介質、中央處理器、接口、電源等設備。用戶能夠根據控制需求自己添加必要的外部輔助設備。PLC技術控制系統的部件都有相應的功能，其中，中央處理器主要負責數據分析、數據接收處理、用戶指令接收處理等工作。存儲介質主要負責用戶程序數據信息的存儲。輸入接口和輸出接口與外部設備相連接，主要用于接收外部設備所傳遞的信號和指令。電源主要控制系統的接通與關閉。PLC技術在電氣自動化控制中的工作原理類似于計算機工作原理，需要接通系統電源，然后由中央處理器進行網絡自動診斷，并處理相關的網絡數據。之后，技術人員選擇相應的用戶信息進行掃描，并通過接口來控制信息的輸入和輸出。總之，PLC技術主要由硬件與軟件構成，其中軟件主要負責控制操作，硬件主要作為技術介質。

2.可編程控制器的設計原則

首先，PLC技術在電氣自動化控制中的應用應滿足控制對象的需求，根據控制對象需求進行控制工作，增強控制工作的安全性;其次，PLC技術在電氣自動化控制中的應用應堅持經濟效益原則，在保證系統正常運行的前提下，縮小系統控制成本，不斷提高系統控制的經濟效益;再次，電氣自動化控制技術人員應加強對PLC技術的開發，促進PLC技術升級，提高控制效率。最后，PLC技術在電氣自動化控制中的應用應堅持質量原則，保證控制質量和系統控制的安全性。

三、電氣自動化中PLC的應用

1.順序控制

順序控制和開關控制適用于火力發電的工藝流程，在火力發電系統內運用很廣。隨著經濟的快速發展，國家對污染查得越來越嚴，節能減排降耗環保的門檻也越來越高。各大企業管理的目標也慢慢變成降低能源損耗，提高工廠效益。目前許多大型火電企業的輔助控制系統均安裝了PLC控制系統，以替換原有的老舊繼電器控制系統。PLC系統還可以單獨用在工藝流程中，用來控制工藝生產，并遠程控制和監控生產車間，有的還能控制整個工廠。

（1）輸煤自控系統

要想看出輸煤自動控制系統的好壞，需要注意這三個方面：一是安全性;二是生產效率;三是工作環境的改善和優化，即保障工人的身體健康。現在大多數煤電企業都將弱電控制系統和人力控制系統淘汰，改用計算機控制系統。

計算機控制系統由四大部分組成，分別是儲煤、配煤、上煤和卸煤。從另一個角度還可以將其分成三層，分別是主站層、I/O層及傳感器。主站層由兩部分構成，一個是接口設備，一個是可編程控制器。操作員通過編程和接口設備來控制輸煤過程。為了防止數據意外的損壞和丟失給企業造成損失。PLC的主控系統就像服務器硬盤一樣，采取雙機熱備，一個中央處理器出故障，另一個中央處理器自動頂上，保證生產不受影響。通訊使用冗余模式，也就是說即使網絡出現問題，網絡仍然可以繼續正常運轉。集控樓里安裝了所有主站的設備。遠程I/O站的設備通過光纖和集控樓相連，并通過二次控制電纜和輸煤傳感器之間進行數據交換。

（2）工廠除灰系統

人們現在對于自己的身體越來越看重，沒有健康的身體，再多的錢都沒法享受，而環境污染是最嚴重的健康殺手。因此人們對于自己居住的環境很重視，國家也相續出臺更多更嚴的環保政策及法案。在如此大形勢下煤電企業不管愿不愿意都開始重視環保和廢棄物再利用技術。為更好利用剩下的粉煤灰，氣力除灰系統被大范圍推廣。傳統的除灰系統和輸煤系統一樣由繼電器邏輯電路來控制，現在大多被淘汰，換成PLC為核心的順序控制系統。它包含送風機、收灰風機、加熱器、倉泵、氣化風機、卸灰裝置、管道壓力以及布袋除塵器等。較復雜的輸入輸出控制結構可由二次儀表、PLC、主控柜以及傳感器等組成，可分成操作員站以及下位機控制器兩部分。如果對于系統可靠性要求高的企業，可采用雙機熱備的方法。該軟件系統基本上都是采用模塊化編程和設計，模塊化的好處是便于修改，當你覺得一個功能多的時候只要去掉一個模塊即可，同理覺得功能少的話，可以增加一個模塊。這樣可以根據現場實際情況，訂制出符合現場的除灰系統。

2.閉環控制

自動電力系統的控制流程，需要對溫度、流量、壓力和速度等進行連續變化監控。開始的時候PLC控制系統在閉環控制這一方面做得不夠好。當PLC技術更新變化之后，PLC彌補了這個缺陷，目前閉環控制這項技術已經做得非常好了。現在PLC模塊中都具有PID指令，能夠通過程序非常簡便控制PID，PID的控制程序由PLC廠家設計，用戶僅需簡單設置就可輕松實現基于PLC的PID控制，性價比很高。

調速器油泵啟動方式很多，有自啟動和機旁屏啟動等。每臺控制器均能夠自行運轉，而且還可以記錄調速器油泵的運行時間，下次開機啟動時會自動優先選取累計總時間最少的油泵當作主啟動泵，剩下的油泵當備用泵待命。調速器壓油罐壓力小于正常值時，主油泵便會自行啟動，如果壓力還是降低，降低到一定程度時，備用油泵就會陸續啟動，向壓油罐加油。控制箱手動啟動方式時要將控制方式設置為“手動調速器”，然后直接按控制箱上的按鈕便可啟動油泵。PLC重新啟動后，程序默認值是主油泵。PLC控制系統輸出啟動油泵指令后，并根據優先啟動權來選擇啟動繼電器，一般來說會優先啟動第一個啟動的繼電器。

3.開關量的控制

計算機用的是二進制運算，PLC同樣如此，它運行的時候只要考慮它0和1的狀態即可。因為PLC內部是各種輔助繼電器，可以忽略各繼電器間節點變位的時間。而傳統的繼電器則要返回一定的值，所以PLC適合做開關量控制。

近年來PLC大量運用，代替實物，極大提高安全性和可靠性。作業人員只要會按照指示信號燈進行分合閘操作，出現問題時分閘，并發出對應的信號。二次接線很麻煩也易出錯，PLC可以對其進行簡化，每條線路都有獨立的公共端，所以很難發生接線錯誤。接線時不需要配備閃光電源，只要耐心按照規范要求操作，將接線簡單連接即可。輔助開關的數量也可以通過PLC系統大大簡化，實現多臺斷路控制器之間的控制，集中顯示信號，減輕工作人員間的維護和檢修工作難度和工作量。

結語

PLC技術有著明顯的優點，所以可以快速發展，我國的電氣工程行業正朝著信息化的方向發展，跟上時代的潮流，應不斷對其優化與完善，使其價值得到充分的發揮，推動我國的電氣工程自動化控制朝著新方向發展，從而提高企業經濟效益，促進企業發展，也為國家經濟發展做出積極努力。

參考文獻

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