基于PLC技術(shù)的電氣工程自動(dòng)化控制探討

許楠

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展與科技的高速進(jìn)步，現(xiàn)階段，電氣工程自動(dòng)化趨勢(shì)已勢(shì)不可擋。電氣工程自動(dòng)化涉及計(jì)算機(jī)、電力電子、信息與網(wǎng)絡(luò)控制、電機(jī)電器及機(jī)電一體化等先進(jìn)技術(shù)，其對(duì)工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了極大地推動(dòng)作用。目前，PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，極大地提高了相關(guān)系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。該文主要探討了基于PLC技術(shù)的電氣工程自動(dòng)化控制，供讀者參考借鑒。

關(guān)鍵詞：電器工程 自動(dòng)化 PLC

中圖分類號(hào)：F407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）05（c）-0004-02

得益于科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，今天，我國(guó)電氣工程自動(dòng)化程度越來(lái)越高，極大地推動(dòng)了工業(yè)及社會(huì)的進(jìn)步?，F(xiàn)階段，與PLC相關(guān)的技術(shù)已日臻完善，使PLC在諸多領(lǐng)域中得以應(yīng)用。在電氣工程中應(yīng)用先進(jìn)的PLC技術(shù)有利于最大程度地提升電氣系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低系統(tǒng)的工作成本并強(qiáng)化系統(tǒng)的工作質(zhì)量。

1 PLC概述

PLC指的是可編程邏輯控制器，其屬可編程的存儲(chǔ)器。目前，PLC具有多種功能，其中包括存儲(chǔ)內(nèi)部程序，進(jìn)行順序控制、執(zhí)行邏輯運(yùn)算等。PLC實(shí)質(zhì)上是一類微型計(jì)算機(jī)，其多用于工業(yè)生產(chǎn)之中，主要由中央處理單元、電源、輸入輸出接口電路及存儲(chǔ)器等成分構(gòu)成。通常情況下，可以將PLC的工作過程分為3個(gè)階段，分別是輸入采樣、執(zhí)行用戶程序及輸出刷新，這3個(gè)階段被人們稱之為一個(gè)完整的掃描周期。在PLC工作過程中，中央處理單元（CPU）以一定的掃描速度循環(huán)往復(fù)地執(zhí)行上述3大工作階段。

2 PLC在電氣工程自動(dòng)化工作中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

PLC包含了大量先進(jìn)的技術(shù)，具備豐富的功能，在電氣工程自動(dòng)化中應(yīng)用PLC能夠最大程度地體現(xiàn)其多樣的功能，進(jìn)一步提升電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化程度及工作效率。現(xiàn)代電氣工程自動(dòng)化進(jìn)程中，電氣設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)計(jì)算速度及產(chǎn)品儲(chǔ)存量的要求極為要嚴(yán)苛，而PLC在電氣工程自動(dòng)化中的應(yīng)用能夠有效地滿足上述要求，切實(shí)地保障電氣設(shè)備的工作質(zhì)量。今天，公眾已經(jīng)習(xí)慣了方便舒適的生活，這就對(duì)電氣系統(tǒng)自動(dòng)化工作提出了極高的要求，需要電氣系統(tǒng)能夠更加地貼近實(shí)際，為人們的生活“打開方便之門”，而大量事實(shí)表明，在電氣系統(tǒng)及機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用PLC能夠使人機(jī)之間建立和諧的關(guān)系，提高設(shè)備使用的便捷性[1]。

PLC是現(xiàn)代技術(shù)的“寵兒”，設(shè)計(jì)及制造過程中囊括了大量先進(jìn)的技術(shù)，因此，PLC的先進(jìn)性毋庸置疑，其具有智能化程度高、運(yùn)行速度快、網(wǎng)絡(luò)分布范圍及集成密度大的優(yōu)勢(shì)，因而，PLC能夠最大程度地滿足電氣工程自動(dòng)化工作的各類需要。

3 PLC在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1 PLC在開關(guān)量控制中的應(yīng)用

就目前狀況而言，開關(guān)量控制系統(tǒng)在熱工自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用頻率較高。傳統(tǒng)的電氣系統(tǒng)擁有大量的機(jī)械繼電器，機(jī)械繼電器的工作效率相對(duì)較低，阻礙了電氣系統(tǒng)自動(dòng)化工作的進(jìn)程，而系統(tǒng)應(yīng)用PLC后，傳統(tǒng)機(jī)械繼電器被可編程存儲(chǔ)器（虛擬繼電器）所替代，由于PLC在反應(yīng)速度上具有巨大的優(yōu)勢(shì)，因此，在電氣系統(tǒng)中應(yīng)用PLC能夠有效地提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低系統(tǒng)誤操作的發(fā)生幾率[2]。

與機(jī)械繼電器相較，基于PLC技術(shù)的虛擬繼電器的反應(yīng)時(shí)間更短暫，這部分時(shí)間甚至可以被忽略不計(jì)，所以PLC在開關(guān)量控制中應(yīng)用能夠有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)機(jī)械繼電器在反應(yīng)速度上的嚴(yán)重不足。目前，PLC技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)切換系統(tǒng)，由于具備反應(yīng)速度極快的巨大優(yōu)勢(shì)，與傳統(tǒng)的自動(dòng)切換系統(tǒng)相比，基于PLC技術(shù)的自動(dòng)切換系統(tǒng)的工作效率更高、運(yùn)行質(zhì)量更好，甚至使用壽命也得到了延長(zhǎng)。

3.2 PLC在順序控制中的應(yīng)用

當(dāng)前，PLC在電氣控制系統(tǒng)中扮演了重要的角色?？傮w上看，PLC多以順序控制器的身份出現(xiàn)在電氣系統(tǒng)中。現(xiàn)階段，中國(guó)社會(huì)對(duì)電力能源的需求越來(lái)越強(qiáng)，不少火力發(fā)電廠為了提升生產(chǎn)效率及質(zhì)量，紛紛引進(jìn)電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)，PLC也能被應(yīng)用于火力發(fā)電廠的電氣系統(tǒng)之中。就目前而言，大多數(shù)火力發(fā)電廠在清除爐渣及飛灰時(shí)運(yùn)用PLC，在此過程中，PLC充當(dāng)了順序控制器的角色?；鹆Πl(fā)電是一項(xiàng)具有較高風(fēng)險(xiǎn)、對(duì)各類技術(shù)安全性、先進(jìn)性要求較高的工作，因此必須要采取有效措施以保障火力發(fā)電廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)的質(zhì)量，近年來(lái)，人們熱衷于在火力發(fā)電廠的電器系統(tǒng)中應(yīng)用PLC，將PLC作為順序控制器使用，收到了極為顯著的成效，提高了火力發(fā)電的效率及質(zhì)量[3]。

現(xiàn)階段，為了進(jìn)一步提升火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)的運(yùn)行效率，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)基于PLC技術(shù)的輸煤自動(dòng)化控制系統(tǒng)，該自動(dòng)系統(tǒng)需采用分層式樣的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，由現(xiàn)場(chǎng)傳感、遠(yuǎn)程控制及主站層3大部分構(gòu)成。在上述系統(tǒng)建立后，火力發(fā)電廠工作人員可以對(duì)輸煤工作進(jìn)行實(shí)時(shí)、全方位的遠(yuǎn)程控制。為了確保遠(yuǎn)程控制工作的質(zhì)量，必須要對(duì)控制程序開展合理的優(yōu)化工作。當(dāng)下，幾乎所有火力發(fā)電廠輸煤系統(tǒng)都采用了先進(jìn)的PLC控制技術(shù)，不僅有效地提升了火力發(fā)電工作的效率，還大幅度減少了煤炭資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，縮減了火電企業(yè)的人力成本。

4 PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用趨勢(shì)

一直以來(lái)，中國(guó)政府都十分重視發(fā)展高新技術(shù)，現(xiàn)階段，電子自動(dòng)化控制技術(shù)無(wú)疑是高尖端技術(shù)大家庭的重要成員之一，所以，國(guó)家每年都會(huì)下?lián)艽罅康馁Y金、頒布各類優(yōu)惠性政策來(lái)引導(dǎo)、促進(jìn)電子自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。隨著電子自動(dòng)化控制技術(shù)的高速進(jìn)步，PLC技術(shù)也日益完善、成熟，技術(shù)的先進(jìn)性與適用性不斷提升。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步也帶動(dòng)了PLC的發(fā)展，PLC技術(shù)的核心技術(shù)之一便是計(jì)算機(jī)技術(shù)，而某種意義上，PLC技術(shù)的不斷完善也會(huì)促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的前行。

在不久的將來(lái)，電氣化產(chǎn)品的種類將越來(lái)越豐富，產(chǎn)品的程序設(shè)計(jì)也將日臻完美，而PLC作為核心的控制元器件，其性能優(yōu)化及功能開發(fā)工作中的上升空間十分巨大，通過不斷地改良PLC，能夠使PLC的存儲(chǔ)、反應(yīng)及運(yùn)算能力不斷增強(qiáng)，從而確保PLC在電氣設(shè)備中應(yīng)用后能夠最大程度地提升設(shè)備的運(yùn)行效率及質(zhì)量[4]。

客觀上看，目前的PLC技術(shù)尚存在著一些不足之處。與其他精密控制元件相似的是，PLC對(duì)惡劣工作環(huán)境的適應(yīng)能力較差。通常情況下，如果PLC工作的環(huán)境中存在高強(qiáng)度的電磁波干擾，則其將難以正常地開展工作，由此可見，PLC的抗電磁波干擾能力有待加強(qiáng)。鑒于上述情況，認(rèn)為技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)采取有效措施以不斷地提升PLC的抗干擾能力，使其穩(wěn)定性上升至更高的層次。需要特別指出的是，現(xiàn)行的部分PLC的程序設(shè)計(jì)仍然存在著缺陷，可能對(duì)電氣系統(tǒng)的工作產(chǎn)生不利影響，所以，技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)對(duì)PLC的程序予以大力優(yōu)化。DCS技術(shù)與PLC技術(shù)的原理存在著類似之處，而DCS技術(shù)的先進(jìn)性較高、應(yīng)用效果頗佳，所以技術(shù)人員可以借鑒DCS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，致力于促進(jìn)DCS技術(shù)與PLC技術(shù)的同化，如此，有機(jī)會(huì)創(chuàng)造出一個(gè)全新的、更為先進(jìn)的控制系統(tǒng)。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，基于PLC技術(shù)的電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)在各行各業(yè)發(fā)揮了顯著的作用，PLC技術(shù)在電氣系統(tǒng)中的運(yùn)用有效地提升了系統(tǒng)的自動(dòng)化程度、強(qiáng)化了系統(tǒng)的工作效率及質(zhì)量，為此，廣大技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)積極地借鑒先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，做好針對(duì)PLC技術(shù)的優(yōu)化與創(chuàng)新工作，從而最大程度地促進(jìn)工業(yè)等行業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬艷潔.PLC在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2012（10）：159-160.

[2] 槐利，譚一川，程玉龍.基于PLC的煤礦壓風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)[J].工礦自動(dòng)化，2012（4）：13-16.

[3] 李樹彬.淺談PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2011（30）：122-123.

[4] 董磊，胡慧慧，趙仁德.“電氣控制及PLC控制技術(shù)”課程改革的研究[J].中國(guó)電力教育，2011（21）：165-166.