PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

趙 可， 劉婉旭， 王春北

（遼寧郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司， 遼寧 沈陽(yáng) 110179）

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的生活品質(zhì)不斷提升，對(duì)于產(chǎn)品多樣化及精細(xì)化的追求，使得落后的人工生產(chǎn)方式逐步被機(jī)械生產(chǎn)所取代，機(jī)電控制技術(shù)日趨完善。與傳統(tǒng)的機(jī)電控制技術(shù)相比，PLC技術(shù)擁有靈活高效、可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，能夠靈活應(yīng)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，具體問(wèn)題具體分析。在電氣工程中應(yīng)用PLC技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)工程器械的自動(dòng)化控制，確保整個(gè)系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行，為電氣工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。

1 PLC技術(shù)概述

可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是在傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)基礎(chǔ)上改造而來(lái)的，通過(guò)微處理器的應(yīng)用，有效地避免了該技術(shù)高耗低能的缺點(diǎn)，且無(wú)需專門的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，指令形式簡(jiǎn)單，易于調(diào)試，可發(fā)展空間大，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械工程電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。此外，PLC的存儲(chǔ)區(qū)是可編程的，可根據(jù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的指令信息，完成相應(yīng)的邏輯計(jì)算，而其中的控制器可進(jìn)行多次掃描，并將掃描結(jié)果傳輸給執(zhí)行模塊，由中央處理器循環(huán)性地執(zhí)行程序。應(yīng)用PLC技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，僅有輸入、輸出兩類接線端口，通過(guò)調(diào)整存儲(chǔ)器程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)[1]。

PLC技術(shù)裝置由中央處理器、存儲(chǔ)媒介、輸入/出端口和系統(tǒng)電源組成，不僅可以應(yīng)用于生產(chǎn)流程的基礎(chǔ)控制中，而且具備產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管及系統(tǒng)故障維修的功能，能夠大大節(jié)省人力資源消耗，充分發(fā)揮機(jī)械生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)。PLC技術(shù)在機(jī)械工程中廣泛使用，現(xiàn)階段，該技術(shù)已成為電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的核心技術(shù)，其可編程存儲(chǔ)媒介的容量不斷增加，相關(guān)設(shè)備的配置也會(huì)隨之不斷上升，比如說(shuō)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)配置等，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，具備適用范圍廣、運(yùn)行效率高、網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，集成效果良好[2]。

為了實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化控制的目標(biāo)，在進(jìn)行PLC技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，需遵循以下幾個(gè)設(shè)計(jì)理念：明確使用者對(duì)于控制系統(tǒng)的需求，設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制內(nèi)容，同時(shí)確?？刂葡到y(tǒng)運(yùn)作的安全性和穩(wěn)定性；在保證系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行效率的基礎(chǔ)上，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少不必要的程序，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，同時(shí)留有升級(jí)改造的余地，確保系統(tǒng)能夠隨著生產(chǎn)控制需求的變化進(jìn)行功能拓展與完善；簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)維修工作，提升系統(tǒng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，避免因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)故障而產(chǎn)生較大的生產(chǎn)效益損失。另外，在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的支持下，PLC技術(shù)體系正在不斷完善，基礎(chǔ)性能不斷增強(qiáng)，比如說(shuō)抗干擾能力，人們使用隔離變壓器來(lái)屏蔽干擾源，或?qū)C濾波電路設(shè)置在電源處，以提升電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的抗干擾能力，繼而避免因?yàn)殡姶艌?chǎng)等的干擾影響指令的傳達(dá)執(zhí)行[3]。

2 PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用及優(yōu)化策略

2.1 應(yīng)用領(lǐng)域

1）閉環(huán)控制。電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，涉及多種電機(jī)啟動(dòng)方式，比如說(shuō)手動(dòng)啟動(dòng)、機(jī)旁屏手動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)啟動(dòng)。在自動(dòng)啟動(dòng)中應(yīng)用PLC技術(shù)后，可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，但動(dòng)力泵在開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，即可利用控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)模板的控制，直接調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，讓主設(shè)備泵可自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉，直接調(diào)控設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間，確保系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的連續(xù)性，提升整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

2）順序控制。在電氣工程自動(dòng)化中，PLC技術(shù)常作為一種順序控制器使用，來(lái)幫助企業(yè)完成一些必要的工序控制。作為順序控制器，PLC控制技術(shù)采用分層式控制系統(tǒng)，由主站控制模塊、傳感器和自動(dòng)控制模塊組成，通過(guò)三個(gè)模塊的獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)和協(xié)調(diào)運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的目的。例如，在火力發(fā)電站中，煤渣燃燒發(fā)電后易產(chǎn)生大量煤渣及部分的灰燼，便可通過(guò)PLC控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢棄固體的清除，確?；鹆Πl(fā)電的效率和環(huán)保。

3）開(kāi)關(guān)量控制。在電氣工程自動(dòng)化控制中，PLC技術(shù)的應(yīng)用主要是在開(kāi)關(guān)量控制方面。PLC技術(shù)應(yīng)用了中間繼電器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并可進(jìn)行智能控制，優(yōu)化了自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，確保了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，同時(shí)可確保自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)關(guān)控制量的穩(wěn)定[4]。一般情況下，電氣工程中的普通機(jī)械繼電器，也具備開(kāi)關(guān)控制的功能，但是反饋時(shí)間長(zhǎng)，如果輸電系統(tǒng)短路，就無(wú)法進(jìn)行繼電保護(hù)，而PLC控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理效率高，能夠?qū)ο到y(tǒng)的異常情況作出及時(shí)有效的應(yīng)對(duì)。

2.2 優(yōu)化策略

1）加大電氣工程自動(dòng)化管理力度。PLC技術(shù)的應(yīng)用，為電氣工程自動(dòng)化提供了技術(shù)基礎(chǔ)，為電力行業(yè)發(fā)展注入了新鮮血液，比如說(shuō)，在變電站中應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，能夠提高工作效率，降低系統(tǒng)操控失誤率，而且還能夠?qū)崟r(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控各個(gè)變電站的工作情況，確保電力輸配送的安全性和穩(wěn)定性。但是要想確保其技術(shù)優(yōu)勢(shì)最大化顯現(xiàn)，就必須保證電氣工程自動(dòng)化體系的有效管理，企業(yè)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，制定與系統(tǒng)相適應(yīng)的管理機(jī)制，加強(qiáng)電氣自動(dòng)化技術(shù)人員培訓(xùn)，確保系統(tǒng)的應(yīng)用嚴(yán)格按照流程進(jìn)行，并且保證技術(shù)操作的規(guī)范性，確保系統(tǒng)高效平穩(wěn)運(yùn)行。

2）提高電氣自動(dòng)化集成化程度。電力能源是我國(guó)的主要能源形式，隨著社會(huì)的發(fā)展，電力輸配送網(wǎng)絡(luò)不斷延伸，電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的信息數(shù)量不斷增加，這使得電力工程控制難度增加。為了處理海量的電力信息，管控單位應(yīng)建立其信息中樞，實(shí)現(xiàn)對(duì)于電力數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集、儲(chǔ)存、編輯、處理、分析，從而對(duì)系統(tǒng)中的電力電子設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)籌控制。電氣工程的集成化控制，需要以提高系統(tǒng)中各類設(shè)備的兼容性為基礎(chǔ)，在建設(shè)電氣工程時(shí)，采用統(tǒng)一的電氣設(shè)備的接口，在開(kāi)發(fā)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí)，選擇相同的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，就能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)電氣工程的統(tǒng)一管控，確保各個(gè)系統(tǒng)高效協(xié)作。而且，由于電力網(wǎng)絡(luò)會(huì)不斷擴(kuò)大，進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)應(yīng)該保證系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，以便根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷優(yōu)化控制平臺(tái)。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)不斷優(yōu)化，使得電氣工程控制更為智能化。但是，在實(shí)踐過(guò)程中，電氣工程的自動(dòng)化的發(fā)展與應(yīng)用仍然存在一些阻礙，一些核心技術(shù)并沒(méi)有發(fā)揮真正的實(shí)力，其中還存在著較多的問(wèn)題，亟待技術(shù)人員進(jìn)一步研究解決。