PLC在電氣自動化控制中的應用研究

張海濤

摘 要 隨著plc技術(shù)的網(wǎng)絡功能和通信功能，其在電氣自動控制系統(tǒng)中的整體功能得到了加強，同時也提高了其在整個電氣自動控制系統(tǒng)中的效率和精度，并保證了其在各種電氣自動控制系統(tǒng)中的具體應用能夠滿足社會各個領域的實際需要，從plc的原理和特點來看，plc在電力系統(tǒng)中的重要應用和未來的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞 PLC;電氣自動化;應用

引言

作為計算機家族的一員，plc是為工業(yè)控制應用而設計的?？删幊踢壿嬁刂葡到y(tǒng)具有響應速度快、可靠性強、操作簡單等優(yōu)點。為了取代繼電器邏輯控制，早期生產(chǎn)可編程序控制器，即plc，隨著裝置功能的不斷改進，其功能已經(jīng)超出了控制器的范圍。

一.PLC的原理及特點

1.PLC工作原理

PLC采用的是“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式。即在每次掃描過程中，集中對輸入信號進行采樣、對輸出信號進行刷新。輸入刷新過程為：當輸入端口關(guān)閉，程序在進行執(zhí)行階段時，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入;只有程序進行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入。一個掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。掃描周期的長短與CPU執(zhí)行指令的速度、指令本身占有的時間、指令條數(shù)有關(guān)，由于采用集中采樣，集中輸出的方式，所以存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應延遲。對于要求輸入輸出信號之間的滯后時間較短的系統(tǒng)，可以選用掃描速度快的PLC或采取中斷等措施。

二.PLC技術(shù)在數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)中的應用

隨著我國的電氣自動化技術(shù)不斷的發(fā)展，PLC技術(shù)在數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的應用已經(jīng)是一種不可缺少的技術(shù)，并對電氣自動化的發(fā)展有著重要的影響。在現(xiàn)今的電氣自動化技術(shù)的發(fā)展中，最常見的數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)有：直線控制系統(tǒng)、點位控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)等三種數(shù)據(jù)系統(tǒng)。在工業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)控系統(tǒng)主要用于機械的加工生產(chǎn)中，如：鉆孔機床等，為了能夠在加工的生產(chǎn)中實現(xiàn)進行位置精確移動，而采用了PLC的技術(shù)。數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)的實現(xiàn)主要分為：單板機控制與全功能數(shù)控裝置兩個方面，單板機控制與全功能數(shù)控裝置在功能和應用范圍上有很大的區(qū)，但在實際的數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)中都采用了PLC的技術(shù)。在數(shù)據(jù)控制上為了能夠滿足一些企業(yè)的發(fā)展需求，市場上出現(xiàn)了基于的PLC單板機數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并在抗干擾、設計硬件電路等問題上，滿足了許多的中小企業(yè)發(fā)展的需要，從而增加企業(yè)能夠應用靈活的PLC技術(shù)在數(shù)據(jù)的系統(tǒng)上進行經(jīng)營和管理。

三.PLC在電力系統(tǒng)中的主要應用

1.開關(guān)量控制

（1）斷路器控制與PLC的應用。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中主要的使用電磁繼電器作為主要的控制器，但是由于這種器件中大量的使用電磁原件，而其自身存在的大量觸點就直接的降低了所構(gòu)成系統(tǒng)的可靠性，同時也由于接線的復雜性以及后續(xù)維修的困難性，致使近年來開始大量的使用PLC。

（2）自動切換。供電質(zhì)量的重要指標是供電的可靠性，很早之前的供電企業(yè)為了加強供電的可靠性就設置了備用電源。只是最初進行的供回電線路的操作是由手動實現(xiàn)的，但這間隔的幾秒鐘時間就可以使得供電要求較高的用戶蒙受很大的損失。為此，基于提升供電可靠到性的要求，PLC構(gòu)成的備用電源自動投入裝置開始應用于實際。這一裝置通過編程來使用各種運行方式，并將采集到的一次設備的正常運行信號作為后備電源關(guān)閉或者啟動的根據(jù)。由于這一系統(tǒng)具備邏輯判斷以及數(shù)據(jù)處理功能，為此不僅可以實現(xiàn)備用電源的自動投切，同時可以在綜合考慮系統(tǒng)運行狀況以及其它操作。

2.順序控制

在火力發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部，作為輔助系統(tǒng)的工藝流程一般可以分為開關(guān)量的控制與順序控制兩大類。隨著近年來我國資源的緊張以及環(huán)境問題的惡化，傳統(tǒng)的繼電控制系統(tǒng)逐漸地被PLC控制系統(tǒng)所控制，以達到提升企業(yè)輔助車間的自動化水平。尤其是最新的PLC系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)單獨工藝的流程控制，而且還可以通過通信總線與信息模塊的連接實現(xiàn)全廠工作的控制。

此外PLC在中央空調(diào)、公交系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)以及在泵類電機中都有著廣泛的應用。

四.PLC發(fā)展趨勢

不斷加強PLC的抗干擾能力。盡管PLC控制系統(tǒng)具有很好的抗干擾能力，但是對于一些電磁干擾過于強烈或者是生產(chǎn)環(huán)境極為惡劣的情況也會致使PLC控制系統(tǒng)的控制失誤或者運算失誤，從而導致正常的生產(chǎn)運行受到干擾。為此，在今后的一段時間內(nèi)，不斷研發(fā)具備更高抗干擾能力的PLC系統(tǒng)，不斷的提升其在設計、安裝以及使用中的性能。

網(wǎng)絡化以及數(shù)字化。目前在火電系統(tǒng)中，DCS技術(shù)逐漸的普及并逐步成熟，只是近幾年的發(fā)展較為緩慢，而PLC作為發(fā)展迅速的技術(shù)，使得二者在發(fā)展的過程中相互吸收、利用，并逐漸發(fā)展成為新的控制系統(tǒng)-FCS系統(tǒng)。這一系統(tǒng)即有原來系統(tǒng)的優(yōu)勢，同時也具備了工業(yè)自動化的、智能化、數(shù)字化的特點，因此在近年來的火電廠發(fā)展中得到廣泛的應用。

五.結(jié)語

鑒于未來多種行業(yè)的生產(chǎn)過程具有不同的控制需要，為此PLC控制系統(tǒng)需要不斷開發(fā)新的產(chǎn)品，使得產(chǎn)品的規(guī)格更為齊全、性能更加優(yōu)異，不斷促進自動化控制網(wǎng)絡、國際通用網(wǎng)絡以及人類電氣化的發(fā)展。我們相信在未來的幾年，PLC會有更大的發(fā)展，不僅產(chǎn)品種類更加豐富、規(guī)格更加齊全，并且全新的人機界面也會使得這一技術(shù)更好的適應工業(yè)控制場合的需要。

參考文獻：

[1]劉善增.PLC控制系統(tǒng)的可靠性設計[J].工業(yè)控制計算機，2004（7）[2]劉新正.PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)與應用[J].新世紀水泥導報，2005（2）.

[3]鄭晟，鞏建平，張學.現(xiàn)代可編程序控制器原理與應用[M].北京：科學出版社，2003.

[4]齊從謙，王士蘭等.PLC技術(shù)及應用（第2版）[M].北京：機械工業(yè)出版社.2008（4）.