PLC在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用探究

李江

摘 要：隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，社會(huì)各行各業(yè)都在朝著信息化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，電氣行業(yè)也不例外。所謂的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)指的是與電氣工程相關(guān)的電氣控制、電子技術(shù)等不同學(xué)科通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，減少對(duì)人力的損耗，同時(shí)能夠提高控制效率，促進(jìn)電氣行業(yè)的發(fā)展。我國(guó)自解放以來(lái)就開(kāi)始了對(duì)電氣自動(dòng)化的研究，目前已取得了較為顯著的成果，而且自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，尤其是在當(dāng)今社會(huì)，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)與其他技術(shù)的結(jié)合對(duì)社會(huì)生產(chǎn)起著越來(lái)越重要的作用。

關(guān)鍵詞：電氣自動(dòng)化；PLC；技術(shù)應(yīng)用

1 前言

電氣自動(dòng)化發(fā)展的水平，從一定程度上能夠反映出一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平，由此可以看出電氣自動(dòng)化是工業(yè)自動(dòng)化中的一項(xiàng)重要組成部分，代表了國(guó)家向現(xiàn)代化發(fā)展的整體水平。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平不斷的提高，我國(guó)的電器自動(dòng)化行業(yè)也得到了快速的發(fā)展，電氣自動(dòng)化中應(yīng)用了許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。其中PLC技術(shù)是一項(xiàng)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的只能控制技術(shù)。在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)能夠有效的提高電氣自動(dòng)化的綜合水平。

2 PLC在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 順序控制

火力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的輔助系統(tǒng)的工藝流程的控制多為順序控制和開(kāi)關(guān)量控制兩種。隨著改革的深入以及國(guó)家對(duì)節(jié)能減排要求的逐步提高，該行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中降低資源損耗和提高效益已成為各企業(yè)的管理最終目標(biāo)。因此對(duì)類(lèi)似企業(yè)輔助車(chē)間的自動(dòng)控制水平也提出了更高的要求，近年來(lái)大型火電企業(yè)的輔助系統(tǒng)均已由PLC控制系統(tǒng)代替了原來(lái)的繼電控制器，并且隨著科技的進(jìn)步采用PLC控制系統(tǒng)不僅可以單獨(dú)控制某個(gè)工藝流程，并且可以通過(guò)信息模塊與通信總線連接來(lái)協(xié)調(diào)全廠生產(chǎn)工作。

2.2 輸煤系統(tǒng)

輸煤系統(tǒng)的優(yōu)劣決定著生產(chǎn)效率的高低以及環(huán)境的優(yōu)劣，輸煤系統(tǒng)至今已經(jīng)經(jīng)歷了人力控制、強(qiáng)電控制和現(xiàn)在采用的計(jì)算機(jī)控制等幾個(gè)階段，一般火力發(fā)電企業(yè)的輸煤系統(tǒng)包括上煤、儲(chǔ)煤、卸煤、配煤以及其輔助系統(tǒng)等構(gòu)成。輸煤控制系統(tǒng)由主站層、遠(yuǎn)程IO站、現(xiàn)場(chǎng)傳感器等三層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中PLC和人機(jī)接口構(gòu)成主站層，該部分一般設(shè)置于系統(tǒng)集控室內(nèi)；主站層通過(guò)光纖通訊總線與遠(yuǎn)程IO站相連接，遠(yuǎn)程IO站設(shè)備與輸煤傳感器通過(guò)二次控制電纜相連接。其集控室內(nèi)主要以自動(dòng)控制為主、以帶聯(lián)鎖或解除聯(lián)鎖的手動(dòng)控制為輔，運(yùn)行人員在控制室內(nèi)可以通過(guò)顯示屏來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制并可以通過(guò)緊急事故開(kāi)關(guān)和檢修啟停按鈕來(lái)控制系統(tǒng)狀態(tài)，該種技術(shù)的使用可以在很大程度上提高生產(chǎn)效率，并減少了運(yùn)行人員工作量和改善了工作環(huán)境。

2.3 開(kāi)關(guān)量控制斷路器控制

原來(lái)的火電系統(tǒng)內(nèi)多采用電磁型繼電器為主要元件的控制器，該系統(tǒng)采用了大量電磁元件，因此其自身的大量觸點(diǎn)大大降低了系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)該種系統(tǒng)還具有接線復(fù)雜、維修困難等缺點(diǎn)，而近年來(lái)PLC的運(yùn)用則用大量軟繼電器代替大量的實(shí)物元件，因此大大提高了其可靠性，運(yùn)行人員只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的分合閘操作，在操作過(guò)程中系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際能否運(yùn)行而給出相應(yīng)的指示信號(hào)，并且在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)可以自動(dòng)分閘，同時(shí)給出信號(hào)指示；PLC控制系統(tǒng)可以大大簡(jiǎn)化二次接線，且線路都存在各自的公共端因此接線過(guò)程中還不容易發(fā)生錯(cuò)誤，且其無(wú)需配備專門(mén)的閃光電源；并且PLC控制系統(tǒng)可簡(jiǎn)化其輔助開(kāi)關(guān)數(shù)目，并可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)斷路器的控制及信號(hào)集中顯示，可以減輕工作人員的維護(hù)和檢修工作量。

2.4 自動(dòng)切換

為了加強(qiáng)供電的可靠性，備用電源自動(dòng)投入裝置多年前就應(yīng)用在火電企業(yè)當(dāng)中，最初為手動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)行供回電線路的操作，雖然該操作過(guò)程往往之需要幾秒鐘的時(shí)間，但對(duì)于有連續(xù)供電要求的用戶來(lái)說(shuō)也是不允許的，因此，為了提高供電的可靠性，由PLC夠成的備用電源自動(dòng)投入裝置應(yīng)運(yùn)而生，其可以通過(guò)編程來(lái)使用各種運(yùn)行方式，其將采集到的一次設(shè)備的正常運(yùn)行信號(hào)作為備用電源啟動(dòng)或關(guān)閉的依據(jù)，由于該控制系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)處理以及邏輯判斷功能，因此其不僅能完成備用電源自投的操作，且其能考慮系統(tǒng)運(yùn)行情況以及其他操作要求，同時(shí)系統(tǒng)本身具有很強(qiáng)的抗干擾能力，并具有可靠性高、接線簡(jiǎn)單、調(diào)試操作方便以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。

2.5 閉環(huán)控制泵類(lèi)電機(jī)

火電成內(nèi)泵類(lèi)啟動(dòng)方式一般有自動(dòng)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)幾種。自動(dòng)狀態(tài)下泵的開(kāi)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(zhǎng)短來(lái)選擇主備用泵；而機(jī)旁屏開(kāi)啟方式則是需調(diào)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)的方式來(lái)啟閉泵，其主備用泵則是根據(jù)人類(lèi)對(duì)運(yùn)行時(shí)間的比較來(lái)決定每臺(tái)泵的啟閉，而若要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行操作則需將開(kāi)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(lèi)的控制有PLC和常規(guī)控制兩種，一般講常規(guī)回路作為PLC控制的補(bǔ)充，及作為泵類(lèi)控制的安全回路，即實(shí)現(xiàn)了即使PLC故障也可保證泵類(lèi)的正常使用。

2.6 調(diào)速器控制

調(diào)速器至今經(jīng)歷了機(jī)械液壓調(diào)速器、電氣液壓調(diào)速器以及計(jì)算機(jī)調(diào)速器幾個(gè)階段，其中PLC控制系統(tǒng)一般由轉(zhuǎn)速測(cè)量單元、電子調(diào)節(jié)單元和電液執(zhí)行單元構(gòu)成，其三個(gè)單元分別控制著調(diào)速器的轉(zhuǎn)速測(cè)量、調(diào)節(jié)規(guī)律的形成和驅(qū)動(dòng)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的職能。

3 PLC在電氣自動(dòng)化中的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 增強(qiáng)抗干擾性

如生產(chǎn)環(huán)境過(guò)于惡劣或是電磁干擾異常強(qiáng)烈則也可造成PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)算或是控制錯(cuò)誤，導(dǎo)致在某些生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤而不能保證正常的生產(chǎn)運(yùn)行，因此，提高PLC的可靠性是其未來(lái)發(fā)展的主要方向，其一方面要提高抗干擾能力同時(shí)在設(shè)計(jì)、安裝以及使用過(guò)程中引起重視，盡量減少對(duì)其造成負(fù)面影響。

3.2 網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化

目前用于火電系統(tǒng)控制系統(tǒng)的DCS雖技術(shù)日益成熟但近年來(lái)其發(fā)展日趨緩慢，PLC的產(chǎn)生及發(fā)展使其與相互吸收彼此特點(diǎn)，逐步同化，并逐步發(fā)展成為新的控制系統(tǒng)――FCS系統(tǒng)，其既保留了原來(lái)系統(tǒng)的特性又實(shí)現(xiàn)了工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，并使數(shù)字化、智能化控制得到進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用，因此其近年來(lái)在火電廠的應(yīng)用日益廣泛。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，，電氣自動(dòng)化越來(lái)越深入到社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)角落中，影響和改變著人們的生活方式和工作環(huán)境。而PLC技術(shù)就是電氣自動(dòng)化中的一項(xiàng)新的高新控制技術(shù)，它能夠有效的提高電氣自動(dòng)化設(shè)備設(shè)施的工作效率，降低工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備對(duì)惡劣環(huán)境的要求，極大的推進(jìn)了電氣自動(dòng)化的發(fā)展。

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