機(jī)械電氣控制裝置PLC技術(shù)的應(yīng)用

解再平

（山西汾西礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司發(fā)電廠，山西　靈石　031300）

引言

PLC作為一種比較熱門的技術(shù)，受到了人們的廣泛關(guān)注。將其應(yīng)用在機(jī)械電氣控制裝置中不僅使控制系統(tǒng)功能更加完善，還能夠促進(jìn)電氣控制裝置的不斷改進(jìn)，從而促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的有序化、標(biāo)準(zhǔn)化。

1　PLC技術(shù)概述

所謂 PLC（Programmable Logic Controller），是指可編程邏輯控制器。其實(shí)PLC是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)裝置，其具備一定的編程功能，能夠進(jìn)行存儲(chǔ)、程序運(yùn)算，同時(shí)還可以在輸出程序、接口之間建立連接，從而對(duì)整個(gè)工機(jī)械電氣設(shè)備進(jìn)行全程控制。從構(gòu)成上來說，PLC主要包括電源、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、編程器、擴(kuò)展槽等部分，在生成中每個(gè)部分都能夠發(fā)揮自己的功能形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。PLC具有兩個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：一是具備自我檢測(cè)能力。PLC技術(shù)能夠通過編程器對(duì)各種指令進(jìn)行操作，同時(shí)以數(shù)字的方式完成輸入、輸出控制。這樣在整個(gè)過程中，PLC就可以實(shí)現(xiàn)全程自己檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題，并減少機(jī)械電氣生產(chǎn)過程中的問題，提高作業(yè)效率。另外，PLC在發(fā)生故障時(shí)也會(huì)發(fā)生預(yù)警。二是PLC具備較強(qiáng)的干擾性。通常在機(jī)械電氣控制裝置運(yùn)行過程中，容易受到外界因素的影響，造成運(yùn)行效率低下。而對(duì)于PLC技術(shù)而言，能夠以微處理器為中心，通過集成電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾因素的抵抗，從而更好地保障正常生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械電氣控制裝置使用性能的提高。

2　機(jī)械電氣控制裝置中PLC技術(shù)的應(yīng)用

2.1　應(yīng)用方式

PLC在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用方式主要包括DSC集散型控制系統(tǒng)和FCS現(xiàn)場(chǎng)總線型控制系統(tǒng)[1]，兩者的組成原理、應(yīng)用方式各有不同。

其中DSC集散型控制系統(tǒng)通過特定的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接起來，現(xiàn)場(chǎng)控制站、檢查站等一些控制系統(tǒng)，而后實(shí)現(xiàn)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)路通訊技術(shù)、圖形顯示技術(shù)等技術(shù)的融合與集中操作和分散控制分散危險(xiǎn)，并集中顯示出來，從而提高機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的管理效率。如今DCS集散型控制逐漸向綜合化、開放化發(fā)展，著重完善DCS的通信系統(tǒng)，將生產(chǎn)過程控制與管理系統(tǒng)聯(lián)合在一起，形成一體化的管控。同時(shí)著重開放性，力求相互的DCS能夠聯(lián)網(wǎng)、共享。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要包括自主性、協(xié)調(diào)性、實(shí)時(shí)性、可靠性與在線性[2]。其次，F(xiàn)CS現(xiàn)場(chǎng)總線型控制系統(tǒng)是一種集網(wǎng)絡(luò)、SCADA/HMI等于一體的工業(yè)自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，因其能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)各控制器、儀表之間的互聯(lián)，徹底將控制功能下放到現(xiàn)場(chǎng)，降低投資費(fèi)用，已成為目前主流的控制系統(tǒng)產(chǎn)品。該系統(tǒng)裝置能夠保障同企業(yè)管理層資料管理系統(tǒng)間的信息交流；實(shí)現(xiàn)車間主任和工段長配合完成工作計(jì)劃制定；建立調(diào)度員和操作員的操作工作位置；實(shí)現(xiàn)資料的接收和工藝流程控制。

2.2　空氣壓縮機(jī)中PLC技術(shù)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的機(jī)械電氣控制裝置中，主要是通過單片機(jī)發(fā)揮機(jī)械的使用功能。從而增大機(jī)械電氣控制裝置遭受干擾的幾率，使得機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的作業(yè)效率下降。另外，傳統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)在許多方面都達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具有較高的危險(xiǎn)性。

PLC技術(shù)作為一種新型機(jī)械電氣裝置控制技術(shù)，具有非常大的優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用在空氣壓縮機(jī)中也是大勢(shì)所趨。通常PLC技術(shù)的空氣壓縮機(jī)是通過微機(jī)控制技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)根據(jù)煤炭生產(chǎn)作業(yè)的實(shí)際情況對(duì)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定、高效、規(guī)范的運(yùn)行[3]。其中微機(jī)控制技術(shù)能夠在生產(chǎn)中收集溫度、壓力變送器、斷水裝置等設(shè)備的運(yùn)行信息，并將其輸送到CPU進(jìn)行處理，經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)信息便能夠反映工業(yè)生產(chǎn)工作的實(shí)際狀況，接下來再發(fā)出與其相對(duì)應(yīng)的指令，使自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠按照指令進(jìn)行空氣壓縮機(jī)的調(diào)整和優(yōu)化，從而提高空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行效率。相比于傳統(tǒng)的單片機(jī)，其靈活性、實(shí)效性更強(qiáng)，能有效提高空氣壓縮機(jī)的使用性能。

2.3　對(duì)生產(chǎn)變量的控制

在工業(yè)生產(chǎn)中存在著較多的生產(chǎn)變量，人們很難采用可行性的辦法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)、預(yù)防，無法做到變量的控制從而影響到正常生產(chǎn)。

對(duì)生產(chǎn)變量的控制就是對(duì)生產(chǎn)過程中模擬量的控制。利用PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)中的變量進(jìn)行適當(dāng)控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信息、模擬信息間的相互轉(zhuǎn)換，最終實(shí)現(xiàn)變量控制。比如邏輯變量，其是被控現(xiàn)場(chǎng)傳送給PLC輸入端的開關(guān)信號(hào)狀態(tài)。如由操作臺(tái)上的按鈕、現(xiàn)場(chǎng)的行程開關(guān)、繼電器的觸點(diǎn)等送來的信號(hào)狀態(tài)，由PLC的開關(guān)量輸入模塊接收。輸入邏輯變量的變量名是用輸入點(diǎn)的地址編號(hào)來表示的，而變量名用輸出點(diǎn)的地址編號(hào)來表示的[4]。

2.4　原理圖的分析

在應(yīng)用PLC技術(shù)時(shí)，原理圖能夠起到指導(dǎo)性的作用。若要在機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)，就要先分析原理圖，確保無問題后再進(jìn)行實(shí)施。

原理圖的分析主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容：一是要校對(duì)基本的電氣設(shè)備。比如電動(dòng)機(jī)等，同時(shí)還應(yīng)在電路圖中標(biāo)志出比較重要的位置。二是要檢查電路圖的繪制是否存在錯(cuò)誤的地方。在此過程中，工作人員要先進(jìn)行電路圖的識(shí)別，而后明確電路圖中保護(hù)裝置、控制系統(tǒng)等部分。三是保護(hù)好機(jī)械電氣控制系統(tǒng)中的電氣裝置。通常在電路裝置處會(huì)設(shè)置一個(gè)保護(hù)裝置。四是要確認(rèn)電源用電無誤、電流通暢。

2.5　在電力控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC技術(shù)應(yīng)用于不同的工業(yè)領(lǐng)域中。本文以火電泵類的控制為例，詳細(xì)分析了PLC技術(shù)的具體應(yīng)用極其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

一般情況下，火電泵類啟動(dòng)方式有自啟動(dòng)、機(jī)旁屏手動(dòng)啟動(dòng)以及現(xiàn)場(chǎng)控制箱手動(dòng)啟動(dòng)三種。其中，自動(dòng)狀態(tài)下泵的開機(jī)時(shí)由PLC內(nèi)順控模塊根據(jù)各個(gè)泵的累積運(yùn)行時(shí)間長短來選擇主備用泵；而機(jī)旁屏開啟方式則需調(diào)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)來啟閉泵，其主備用泵則是根據(jù)人類對(duì)運(yùn)行時(shí)間的比較來決定每臺(tái)泵的啟閉，要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行操作則需將開關(guān)調(diào)至“調(diào)速器手動(dòng)”檔位才能實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在火電廠泵類的控制有PLC和常規(guī)控制兩種，一般常規(guī)回路作為PLC控制的補(bǔ)充和泵類控制的安全回路，實(shí)現(xiàn)了即使PLC故障也可保證泵類的正常運(yùn)作。從中能夠看出采用PLC技術(shù)能夠改變傳統(tǒng)火電泵控制系統(tǒng)中的不足，進(jìn)一步促進(jìn)了我國電力行業(yè)的發(fā)展[5]。另外，需要注意的是隨著我國電力行業(yè)的發(fā)展，PLC與DCS逐漸融合，形成了新的控制系統(tǒng)——FCS系統(tǒng)，使我國火電控制系統(tǒng)更加智能化、數(shù)字化、現(xiàn)代化。當(dāng)然，除卻在電力行業(yè)上，PLC技術(shù)在冶金、石油化工、注塑機(jī)、報(bào)裝機(jī)械、自來水廠、污水處理、制煙機(jī)械、船舶、鐵路、智能建筑、電梯、大型醫(yī)療機(jī)械、大型泵站等領(lǐng)域都有非常重要的應(yīng)用。由此可見，PLC技術(shù)對(duì)我國工業(yè)生產(chǎn)的影響非常大。在現(xiàn)代化背景下加大PLC技術(shù)的研究也是非常必要的。

3　結(jié)語

PLC技術(shù)能夠使機(jī)械電氣控制系統(tǒng)更加完善、工作效率更高、穩(wěn)定性更好。因此，我國應(yīng)當(dāng)加大對(duì)PLC技術(shù)應(yīng)用的研究，充分發(fā)揮出PLC技術(shù)的作用。

[1]劉凱.機(jī)械電氣控制裝置PLC技術(shù)的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（6）：41；121.

[2]劉曉璽.PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016（5）：71-72.

[3]于鵬.機(jī)械電氣控制裝置PLC技術(shù)的應(yīng)用研究[J].科技展望，2016（21）：63.

[4]呂學(xué)紅.PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用[J].輕工科技，2016（8）：43-44.

[5]劉殿江，王玲.機(jī)械電氣控制裝置中PLC技術(shù)的應(yīng)用研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2015（8）：47；51.