電氣設備自動化控制中應用PLC技術的實踐探索

楊志友

（柳州鐵道職業技術學院，柳州 545616）

隨著我國社會經濟的高速發展，電氣工程蓬勃發展，取得了良好成效。電氣工程面臨著一系列挑戰，在日益激烈的市場競爭中，想要獲取更多的市場份額，必須加強對電氣設備的管控，逐步實現電氣設備自動化控制。電氣設備自動化控制離不開現代科學技術的支持。如今，科學技術日新月異，需引入先進技術，改變電氣設備控制現狀。可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）技術是計算機信息技術的衍生技術，將其應用于電氣設備自動化控制系統，能夠取得較好的控制效果，有利于電器企業提升生產效率，獲得更多的經濟效益，推動電氣設備工程的可持續發展。

1 PLC技術的相關內容

1.1 PLC技術的概念和特點

從本質上來說，PLC技術是一種可編程控制器，擁有大量的空間儲存程序，且這些程序可根據實際需求進行編寫。將PLC系統應用于電氣設備系統，有利于加強對電氣設備系統運行的控制。它可利用內部儲存程序、執行邏輯運算和算數操作等各項指令，模擬數據的輸入和輸出，實現電氣設備的自動化運行。基于PLC的M218可編程電氣設備自動控制系統，如圖1所示。

圖1 基于PLC的M218可編程電氣設備自動控制系統

電氣設備系統中的PLC技術具有以下特點。第一，PLC技術抗干擾能力強，能夠適應電氣設備系統運行的復雜環境。第二，PLC技術的操作較為簡單，可有效融合電氣設備，減輕操作人員的負擔，保障電氣設備高效運行。第三，PLC技術可維持電氣設備系統的穩定性和可靠性[1]。

1.2 PLC技術的運用優勢

PLC技術在電氣設備自動化控制中應用具有極大優勢，主要體現在以下幾個方面。第一，應用PLC技術有利于提高電氣設備控制的自動化水平，使操作更加靈活。由于它具有可編程性，在實際應用過程中，可根據出現的問題調整和修改程序，以保障電氣設備運行的穩定性。此外，可通過輸入不同的指令輸出相應的指令，避免套路化，降低人工操作難度。第二，應用PLC技術有利于減少電氣設備自動化控制系統的能源損耗，操作上更加簡便，滿足我國節能減排政策的要求，且具有較高的環保性，有利于促進電氣設備工程的可持續發展。第三，PLC技術具有極強的適應能力，配套硬件設備較為齊全，并開始走向標準化和系統化，在功能上也更加完善[2]。

2 電氣設備自動化控制中PLC技術的應用原則

電氣設備自動化控制中應用PLC技術，要遵循一定的應用原則。PLC技術涉及到的理論知識多，屬于專業性技術，需要嚴格按照相關要求進行操作，把控好每一個細節。具體地，需根據應用原則規范使用PLC技術，以獲得良好的應用反饋，使之在電氣設備自動化控制中充分發揮作用，以取得較好的應用效果。

2.1 合理性原則

在電氣設備自動化控制系統中應用PLC技術，應當根據實際需求選擇適宜的PLC設備。目前，市場中的PLC設備品牌眾多，不同機型在功能和性質上有所不同，需基于其使用環境選擇相應的PLC機型，從而保障PLC技術的有效應用。

2.2 最優化原則

PLC技術中涉及到編程工作，對程序員的要求較高。編程過程中需要圍繞電氣設備自動化控制的實際要求科學編寫程序。編程結束后，需不斷優化程序內容，以減輕PLC設備的負擔，提高PLC系統的控制效果。

2.3 適應性原則

一般情況下，電氣設備的工作環境較為復雜。PLC設備的使用要能夠適應環境，應當選擇在惡劣環境下仍然能持續而穩定運行的PLC設備，以免在使用過程中受環境因素影響影響設備的正常工作。設備使用過程中，需要定期檢測和維修PLC設備，及時發現存在的問題并加以修復，提高PLC控制系統的環境適應性[3]。

3 電氣設備自動化控制中PLC技術的有效應用

3.1 順序控制系統中PLC技術的有效應用

電氣輔助系統中常見的控制形式是順序控制，但傳統的順序控制形式已經無法滿足新時代的節能減排要求，因此電氣輔助系統的環保性有待提升。為提高電氣設備生產的自動化水平，應當充分發揮PLC技術的作用。利用PLC技術可取代電氣輔助系統中的繼電控制器，單獨控制電氣輔助系統運行中的工藝流程。基于計算機信息技術可協調應用信息模塊和通信總線，以達到良好的控制效果。PLC技術的應用突破了傳統的人力控制，大幅提升了電氣設備的自動化水平。在電氣設備自動化系統中應用PLC技術，主站層分為人機接口和PLC兩部分，此外還涉及傳感器網絡、遠程I/O站等，可據此全面采集現場的相關信息，并將其傳輸至主站層，無需相關工作人員前往現場，只需利用終端顯示屏即可進行遠程監控。例如，在煤礦企業的輸煤控制系統中應用PLC技術，給予PLC的順序控制系統結構如圖2所示。它需要設置分層式網絡，包括但不限于主站層、遠超站和現場傳感器等。此技術的應用大大提升了煤炭生產的安全性，提高了生產效率。若將其應用于除灰系統，無需安排值班人員，可優化配置人力資源，減少煤礦生產的人工費用[4]。

圖2 給予PLC的順序控制系統結構示意圖

3.2 開關量控制中的PLC技術應用

通常情況下，電磁性繼電器是傳統電氣設備控制系統的基礎。在實際運行過程中，此系統并不具備良好的安全性，存在觸電隱患，會影響電氣設備控制系統的穩定性。另外，傳統控制系統中的接線較為復雜，應用PLC技術能有效規避傳統電氣設備控制系統中的問題。基于PLC技術的電氣設備控制系統采用虛擬繼電器，不會受反應時間和返回量的影響，在開關量控制系統中具有極大的優勢[5]。例如，在控制斷路器時使用PLC技術，可以提高其反應速度，使斷路器于最短時間控制短路且自動切換系統，從而有效保護電氣設備，維護電氣設備控制系統的正常運行。此外，PLC技術具有較大的數據儲存空間，可采集系統運行的相關數據，為故障維修工作提供重要的數據保障。總的來說，在開關量控制系統中應用PLC技術，無需太多的繼電器實物元件，減少了輔助開關數量，使系統功能更加強大。此外，它可集中控制多臺短路器，提高了控制系統的抗干擾性。

3.3 閉環控制系統中PLC技術的應用

閉環控制系統是對PLC控制系統的補充，擁有泵類電機設備。此設備的啟動方式包括機旁手動啟動、自動啟動和現場控制箱手動啟動3種形式。應用PLC技術后，可實現泵類電機設備的自動啟動，以便根據泵的工作總時長選擇備用泵。若使用的是機旁手動啟動方式，可根據實際情況和運行要求現場調試，根據每個臺泵的運行時間控制主備用泵的開關。在實際操作過程中，開關應當處于調速器手動檔位，才能進行具體操作，以便保證操作的可行性。將PLC技術和一般控制系統相結合，能夠形成更安全的回路。即使PLC控制系統出現故障，常規系統也能繼續運行，從而維持泵類電機設備的正常運行。

閉環控制系統中應用PLC技術，可將系統分為轉速測量、電子調節以及電液執行3個單元。3個單元的應用直接影響控制系統的穩定性和可靠性，能夠有效把控解調器的調節規律，促進導水機的應用。總的來說，PLC技術在閉環控制系統中的應用，能夠從宏觀上實現有效調控，幫助操作人員掌握電氣設備控制系統的實際情況，全面把控其各項參數數據，使操作人員能夠接收指令和識別傳輸信號，從而有效控制電氣設備，提高其運行穩定性。

4 結語

在電氣設備自動化控制中應用PLC技術能夠取得較好的效果，便于維護電氣設備自動化控制系統的安全性和穩定性。