PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

郭燕

摘 要：隨著電力事業(yè)不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化發(fā)展迅速，極大地提高了電氣運(yùn)行效率和安全性。傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，多選用電氣連接線的方式，完成不同電控盤間的電氣控制連接。這種連接方式對(duì)于維護(hù)工作要求較高，會(huì)直接導(dǎo)致維護(hù)任務(wù)量增加，不僅消耗巨大且質(zhì)量較難得到保障，針對(duì)部分長(zhǎng)且復(fù)雜的線路，無(wú)論是安裝或是調(diào)試都很麻煩。筆者從PLC相關(guān)概念入手，就其在電氣自動(dòng)化控制中的實(shí)際應(yīng)用，闡述幾點(diǎn)看法。

關(guān)鍵詞：PLC；電氣自動(dòng)化控制；閉環(huán)控制；電磁性繼電器

隨著現(xiàn)代社會(huì)不斷發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，具有運(yùn)行高效、安全性、可靠性高等特點(diǎn)，極大地促進(jìn)了智能化社會(huì)發(fā)展。傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)存在一定的問(wèn)題，限制了電氣自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展。PLC技術(shù)的應(yīng)用可有效解決傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的問(wèn)題，進(jìn)一步提高電氣自動(dòng)化控制工作效率，降低人力物力損耗，促進(jìn)電氣自動(dòng)化進(jìn)一步發(fā)展。

一、PLC基本內(nèi)涵概述

PLC（Programmable Logic Controller）可編程控制系統(tǒng)，可根據(jù)用戶的實(shí)際命令要求，在系統(tǒng)軟件支持下，遵守“串行”進(jìn)行工作，并依據(jù)PLC中CPU的順序?qū)Σ煌斎朦c(diǎn)狀態(tài)處理數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，最終向各個(gè)輸出點(diǎn)發(fā)送對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)。任意時(shí)刻下CPU僅能對(duì)一條程序進(jìn)行操作，從開(kāi)始至程序結(jié)束，不間斷重復(fù)這一過(guò)程。

PLC系統(tǒng)只有輸出端和輸入端使用實(shí)際接線的方式，其他內(nèi)部線路的連接均利用軟件完成，與傳統(tǒng)接線模式相比，接線量特別小。在實(shí)際工作工程匯總，PLC自動(dòng)化程序通常以程序的形式在其他儲(chǔ)存區(qū)中儲(chǔ)存，如出現(xiàn)具體的控制要求，只需對(duì)控制程序進(jìn)行修改，就可以完成控制，不許額外調(diào)整其他接線。

PLC系統(tǒng)主要用于工業(yè)生產(chǎn)控制領(lǐng)域，一般情況下，PLC包含以下幾部分結(jié)構(gòu)：CPU、電源、接口電路、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器、通信模塊以及功能模塊。其中電源在系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，如電源運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，則會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓喪失工作能力。因此，在實(shí)際使用過(guò)程中，需著重加強(qiáng)對(duì)于電源的控制管理，不僅要嚴(yán)格控制電壓波動(dòng)，還要使其與交流電網(wǎng)進(jìn)行有效地融合；CPU在系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)“大腦”部分，由CPU控制系統(tǒng)內(nèi)所有的數(shù)據(jù)處理，可根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)寄存器到輸出裝置的轉(zhuǎn)移；存儲(chǔ)器主要負(fù)責(zé)存放系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件則存儲(chǔ)于用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)；接口電路是輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的主要部件；功能模塊主要用于定位、計(jì)數(shù)等操作；通信模塊實(shí)際工作可分為三個(gè)過(guò)程階段，第一階段是輸入采樣階段，第二階段是同戶程序執(zhí)行階段，第三階段是輸出刷新階段。

二、PLC在電氣自動(dòng)化中的實(shí)際應(yīng)用分析

（一）PLC在閉環(huán)控制中的實(shí)際應(yīng)用分析

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)電氣啟動(dòng)具有多種模式，主要包括現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)啟動(dòng)以及機(jī)旁手動(dòng)啟動(dòng)等。PLC系統(tǒng)應(yīng)用于閉環(huán)系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電液執(zhí)行單位、轉(zhuǎn)速測(cè)量等內(nèi)容的控制，從而影響自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行。如在動(dòng)力泵開(kāi)機(jī)操作中，通過(guò)PLC控制系統(tǒng)與電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用，即可得出主備用泵的啟動(dòng)信息。

（二）開(kāi)關(guān)量控制

電磁性繼電器是傳統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)中的重要載體，但電磁性繼電器在實(shí)際使用過(guò)程中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)故障，進(jìn)而影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。將PLC系統(tǒng)應(yīng)用于開(kāi)關(guān)量控制，可使用一定量的軟繼電器替代傳統(tǒng)的電磁性繼電器，從而有效提高電氣自動(dòng)化控制安全性。并且PLC控制器在設(shè)備維護(hù)、設(shè)備功能性等方面更具有優(yōu)勢(shì)，既可滿足電氣系統(tǒng)的運(yùn)行要求，又可達(dá)到簡(jiǎn)化電氣二次接線的目的。此外，應(yīng)用PLC系統(tǒng)可有效減少系統(tǒng)中的輔助開(kāi)關(guān)數(shù)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)斷路器運(yùn)行信號(hào)的集中控制。以火力發(fā)電為例，相關(guān)操作人員可依據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際情況，針對(duì)性調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行方式，在確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力的基礎(chǔ)上，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

三、PLC控制實(shí)際應(yīng)用分析

（一）順序控制

實(shí)際電力系統(tǒng)自動(dòng)化建設(shè)過(guò)程中，主要存在兩種輔助系統(tǒng)，其一是開(kāi)關(guān)量控制，其二是順序控制。隨著國(guó)家相應(yīng)提高了對(duì)于電力系統(tǒng)的節(jié)能減排實(shí)際要求，電力企業(yè)相繼選用PLC控制技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電控制器進(jìn)行控制，并可通過(guò)信息模塊連接通信總線，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程的協(xié)調(diào)控制。以發(fā)電企業(yè)輸電控制為例，一般情況下，發(fā)電企業(yè)使用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)電能輸送進(jìn)行控制，具體包括主站層、遠(yuǎn)程IO站、以及發(fā)電現(xiàn)場(chǎng)傳感器。其中，主站層由PLC和人機(jī)接口構(gòu)成，電力系統(tǒng)設(shè)置于集控室內(nèi)部。集控室內(nèi)部以PLC控制為主，聯(lián)鎖控制手段為輔。實(shí)際控制過(guò)程中，操作人員可借助顯示屏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制過(guò)程，以達(dá)到自動(dòng)化控制提高生產(chǎn)效率和安全性的目的。

（二）備用電源自動(dòng)投入

PLC可通過(guò)調(diào)整編程，對(duì)電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，采集并記錄相應(yīng)的設(shè)備運(yùn)行信息，這些信息將成為備用電源啟用的重要依據(jù)。PLC控制具備相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理及邏輯判斷能力，可實(shí)現(xiàn)對(duì)備用電源的自投操作。并且PLC可根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，選擇其他措施進(jìn)行操作，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。

（三）電源模塊

就一般性變頻器系統(tǒng)而言，在實(shí)際運(yùn)行中，需先將完成特點(diǎn)電流與直流電的轉(zhuǎn)化，再利用逆變器完成直流電到交流點(diǎn)的轉(zhuǎn)化。例如在SIM-TION控制系統(tǒng)中，需先利用電源模塊完成交流電到直流電的轉(zhuǎn)換，為進(jìn)一步提高系統(tǒng)擴(kuò)展性，通常會(huì)選擇多種電機(jī)模塊的系統(tǒng)運(yùn)行模式。在電源模塊實(shí)際調(diào)節(jié)過(guò)程中，會(huì)依據(jù)參數(shù)的實(shí)際變化，將直流電逐漸穩(wěn)定至可變值，同時(shí)賦予其SIMPOTIAON通信功能。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)于現(xiàn)代電力事業(yè)發(fā)展，具有重要意義。傳統(tǒng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)客觀存在一定的問(wèn)題，不利于電氣自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展。因此，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)PLC的應(yīng)用，解決傳統(tǒng)自動(dòng)化控制中存在的問(wèn)題，通過(guò)在閉環(huán)控制、開(kāi)關(guān)量控制、順序控制等內(nèi)容中的應(yīng)用，全面提高電氣系統(tǒng)的控制效率和有效性，促進(jìn)電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭姝晟.PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析[J].漣鋼科技與管理，2012（06）.

[2]蘇鵬.PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2015（12）.

[3]李軍.論P(yáng)LC在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2014（20）.endprint