PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

趙莉莉 王鵬驍 李聰穎

【摘 要】隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷革新發(fā)展，PLC技術(shù)的應(yīng)用成為主流趨勢(shì)，將促進(jìn)工業(yè)技術(shù)水平和發(fā)展模式的全面轉(zhuǎn)型。從應(yīng)用優(yōu)勢(shì)上分析，PLC在邏輯控制、模擬控制、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能上較為凸顯，且具備多功能性、設(shè)計(jì)靈活、操作便捷等應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)控制技術(shù)的不足，能夠滿(mǎn)足不同電氣設(shè)備閉環(huán)控制、順序控制、開(kāi)關(guān)量控制等應(yīng)用需求，在電氣工程自動(dòng)化控制過(guò)程中具有廣泛適用性?；诖?，本文主要對(duì)PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】PLC技術(shù)；電氣設(shè)備；自動(dòng)化控制；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

現(xiàn)階段，PLC技術(shù)正處于快速發(fā)展階段，其控制功能和處理速度得到了很大程度的提高。相較于傳統(tǒng)電氣化控制設(shè)備，PLC控制技術(shù)更加智能化與高效化，并且還能有效提升產(chǎn)品質(zhì)量。簡(jiǎn)言之，這種機(jī)電一體化的綜合控制系統(tǒng)更能適應(yīng)當(dāng)前我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)需求。

1PLC技術(shù)及其特征

近年來(lái)，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)不斷強(qiáng)調(diào)機(jī)電一體化，PLC技術(shù)正是融合了計(jì)算機(jī)的可編程控制技術(shù)，并在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，將信息技術(shù)與控制技術(shù)高度融合。我們將PLC技術(shù)運(yùn)行過(guò)程大致歸納為以下三種：（1）采樣數(shù)據(jù)。在控制系統(tǒng)的輸出階段，PLC技術(shù)會(huì)借助掃描設(shè)備對(duì)控制系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量與計(jì)算，并將這些參數(shù)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的模式，并且還要保證數(shù)據(jù)處于輸入狀態(tài)。此外，集中存儲(chǔ)位于可編程控制器的I/0映像區(qū)域內(nèi)部。（2）用戶(hù)程序執(zhí)行階段。掃描機(jī)對(duì)程序進(jìn)行全面掃描，并呈現(xiàn)出對(duì)應(yīng)的圖像，將這些信息集中起來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一處理。在此過(guò)程中，待設(shè)備操作完畢后，將RAM存儲(chǔ)系統(tǒng)模塊中置于對(duì)應(yīng)位置。（3）輸出刷新階段。該階段主要依靠系統(tǒng)中的CPU完成相關(guān)操作指令，并負(fù)責(zé)將I/0映像區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后將基本數(shù)據(jù)狀態(tài)輸出至下一個(gè)操作環(huán)節(jié)。

2PLC應(yīng)用特點(diǎn)

PLC技術(shù)的應(yīng)用主要是按照一定的邏輯進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)算進(jìn)行控制的，這也就決定了PLC技術(shù)本身必定具備以下幾種特點(diǎn)：首先便是性?xún)r(jià)比較高，而隨著PLC技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，當(dāng)前市面上的一系列PLC技術(shù)產(chǎn)品都已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化，適當(dāng)?shù)亟档土似浔旧淼氖褂贸杀尽Ｆ浯伪闶荘LC的操作以及變成程序較為簡(jiǎn)單，能夠更好地適用于不同的電氣設(shè)備中，并讓不懂計(jì)算機(jī)編程的人才也能夠更好地使用PLC程序?qū)τ陔姎庠O(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制。最后便是其自身的抗干擾性能較強(qiáng)，這主要是由于相關(guān)的PLC技術(shù)在設(shè)計(jì)最初，便已經(jīng)開(kāi)始考慮到相關(guān)工業(yè)環(huán)境對(duì)于PLC控制設(shè)備的影響，從而使得相關(guān)的PLC控制技術(shù)能夠更好地保證相關(guān)自動(dòng)化電氣設(shè)備的穩(wěn)定性和安全可靠性。

3PLC的應(yīng)用原則

上述分析可知，PLC因具有多功能性、通用性等特點(diǎn)，成為電氣自動(dòng)化控制的應(yīng)用技術(shù)支撐，而為適應(yīng)不同電氣設(shè)備的控制要求，應(yīng)依據(jù)設(shè)備的實(shí)際控制需求進(jìn)行編程設(shè)計(jì)。實(shí)踐中，隨著智能化、數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，電氣設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)、控制任務(wù)更為負(fù)載，故而，在電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)之中應(yīng)該秉承安全地域的應(yīng)用原則，兼顧經(jīng)濟(jì)效益和控制效率，可通過(guò)定期或不定期的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，努力提升編程人員的設(shè)計(jì)水平和能力，以靈活、全面的掌控PLC編程操控的原理及流程，同時(shí)還可引入專(zhuān)家設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)PLC技術(shù)自動(dòng)化控制的編程方案進(jìn)行細(xì)化分析、研究，通過(guò)編制預(yù)制方案、修改優(yōu)化，確定最終的編程方案，從源頭上把控電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的水平和質(zhì)量。

4PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

4.1順序控制

應(yīng)用PLC技術(shù)能夠更好地進(jìn)行順序控制，比如，順序控制應(yīng)用在了火電發(fā)電廠的除塵過(guò)程中。當(dāng)發(fā)電廠發(fā)電時(shí)，電氣工程和自動(dòng)化設(shè)備的質(zhì)量與發(fā)電的生產(chǎn)效率直接相關(guān)。同時(shí)，評(píng)估發(fā)電廠運(yùn)行的重要指標(biāo)是生產(chǎn)效率。為了更好地提高發(fā)電廠的發(fā)電效率，有必要不斷改進(jìn)PLC技術(shù)的應(yīng)用，使這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)能夠得到充分體現(xiàn)。應(yīng)用PLC技術(shù)，在經(jīng)營(yíng)成本方面，企業(yè)將不需要太多的人力，從而就會(huì)大大降低人工的投入成本。同時(shí)，操作人員可以在監(jiān)控室實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)的實(shí)際情況，從而提高員工的工作效率，提高企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率。

4.2開(kāi)關(guān)量控制中

從實(shí)踐中看，電氣自動(dòng)化中PLC技術(shù)的應(yīng)用，是以可編程的存儲(chǔ)器替代虛擬繼電器對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行操控，提升了自動(dòng)化控制水平。尤其電氣自動(dòng)化控制要求下，以往的虛擬繼電器反應(yīng)時(shí)延較短，甚至可剔除該反應(yīng)時(shí)間不予考慮，很容易引發(fā)觸電故障，影響電氣自動(dòng)化控制的安全性，而PLC技術(shù)因能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)關(guān)量的控制，替換了輔助開(kāi)關(guān)的使用數(shù)量以及繼電器元件，能夠有效彌補(bǔ)機(jī)械斷路器反應(yīng)時(shí)延性較長(zhǎng)的問(wèn)題，規(guī)避了斷路控制不及時(shí)導(dǎo)致的安全危險(xiǎn)。除此之外，在完成設(shè)計(jì)后，通過(guò)斷路的顯示器來(lái)更好地對(duì)整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，并且對(duì)控制系統(tǒng)含有的作用以及功能方面存在問(wèn)題的器件進(jìn)行改善，進(jìn)而大大提升系統(tǒng)整體的使用效率。下文列舉實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：在運(yùn)輸系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行PLC裝置的應(yīng)用，在該系統(tǒng)中，有四個(gè)帶式運(yùn)輸設(shè)備，兩個(gè)都使用兩個(gè)660V和160kW的電機(jī)，其運(yùn)輸量是400噸/小時(shí)。當(dāng)控制切換量時(shí)，首先啟動(dòng)第四帶式輸送機(jī)，并以相應(yīng)的順序逐個(gè)啟動(dòng)單元。在運(yùn)輸結(jié)束后，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)，帶式輸送機(jī)從前向后依次停止，從而在一定程度上提高了運(yùn)輸?shù)目刂菩Ч?/p>

4.3閉環(huán)控制

根據(jù)電氣化控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，我們不難發(fā)現(xiàn)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的操作方式存在多樣性，其控制方式大致分為自動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)控制、手動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)控制以及手動(dòng)控制機(jī)旁屏等。在閉環(huán)情況下，PLC技術(shù)能夠?qū)D(zhuǎn)速進(jìn)行合理的測(cè)量，并根據(jù)相關(guān)參數(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。PLC技術(shù)主要依靠電子調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速測(cè)量對(duì)設(shè)備的各個(gè)單元進(jìn)行調(diào)控，以此完成系統(tǒng)下達(dá)的操作指令，待電力泵開(kāi)啟一段時(shí)間后，PLC技術(shù)便能對(duì)動(dòng)力泵的相關(guān)工作參數(shù)進(jìn)行測(cè)量與計(jì)算，并根據(jù)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)主用泵和備用泵進(jìn)行合理調(diào)配，避免因機(jī)械超負(fù)荷運(yùn)行而造成生產(chǎn)故障。除此之外，手動(dòng)控制機(jī)旁屏還可以利用控制開(kāi)關(guān)對(duì)動(dòng)力泵進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，并根據(jù)實(shí)際情況，選擇適合的備用泵和主用泵。從當(dāng)前角度出發(fā)，PLC技術(shù)與傳統(tǒng)控制技術(shù)相結(jié)合是十分必要的，二者相互促進(jìn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而提高電力系統(tǒng)的操作效率。

5PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制的應(yīng)用趨勢(shì)

隨著相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和完善，當(dāng)前自動(dòng)化控制技術(shù)不斷的發(fā)展，越來(lái)越多的科技成果被應(yīng)用到了電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制中來(lái)，這也推動(dòng)了相關(guān)的控制技術(shù)的進(jìn)步。未來(lái)PLC技術(shù)的集成化程度會(huì)越來(lái)越高，相關(guān)的電氣設(shè)備自動(dòng)化控制設(shè)備將會(huì)更加完善，運(yùn)行程序也會(huì)更加穩(wěn)定，而根據(jù)具體需要制定專(zhuān)屬的PLC技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品，也將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，PLC技術(shù)不僅具有靈敏度高，工作效率高，集成度高，響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，而且其具有更好的安全性，可靠性，網(wǎng)絡(luò)和智能功能。因此，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)加強(qiáng)PLC的應(yīng)用，不斷改進(jìn)PLC技術(shù)，增強(qiáng)PLC的抗干擾能力，從而不斷完善PLC系統(tǒng)的功能，提高其可靠性，使PLC在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，促進(jìn)電氣工程的可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)山東省電力公司臨沂供電公司）