電氣設(shè)備自動化控制中的plc技術(shù)

聶鵬

摘要：近年來在經(jīng)濟(jì)發(fā)和科技進(jìn)步促進(jìn)下，我國電氣自動化學(xué)科的發(fā)展迅速，將PLC引入電氣化控制領(lǐng)域，使工業(yè)生產(chǎn)的效率逐步提高，轉(zhuǎn)變了原有落后的生產(chǎn)現(xiàn)狀。另外PLC技術(shù)在電氣自動化系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，具有很強(qiáng)的自我修復(fù)功能，可以將系統(tǒng)運(yùn)行時出現(xiàn)的問題解決，監(jiān)督系統(tǒng)的內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行狀況，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障并且報警，保證工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和連續(xù)性。PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢很多，本文具體分析PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用，以期對今后工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣設(shè)備;自動化控制;應(yīng)用

1.PLC技術(shù)的架構(gòu)分析

PLC技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)架主要分成5個部分，傳輸設(shè)備、交換機(jī)、電源系統(tǒng)、存儲器、終極處理器，主要的工作流程如下。在數(shù)據(jù)經(jīng)過終端處理器處理后，傳輸系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，并且向交換器傳輸，然后在交換器當(dāng)中對數(shù)據(jù)解密，根據(jù)指令傳送到相應(yīng)的存儲器當(dāng)中實現(xiàn)信息的傳輸、收集、分析、處理。指令是未加密的明文，使用二進(jìn)制方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密在二進(jìn)制下傳輸，設(shè)備會將收集到信息自動轉(zhuǎn)換成0、1組成的代碼后進(jìn)行壓縮傳輸。這些0、1組成的代碼字符串是信息的主要載體，PLC系統(tǒng)利用二進(jìn)制進(jìn)行加密后，交換機(jī)設(shè)備可以對所獲得的信息和指令進(jìn)行自動識別處理，以符合后續(xù)信息加工和處理的具體需要。存儲器能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進(jìn)行存儲，以符合系統(tǒng)對數(shù)據(jù)調(diào)取分析的需要。在信息系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，需要對電源系統(tǒng)進(jìn)行支持，而電源系統(tǒng)是確保PLC正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要基礎(chǔ)，需要依照機(jī)電設(shè)備控制具體需求，自動化的對電流強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證整個系統(tǒng)的平穩(wěn)性。比如說系統(tǒng)在長期高壓運(yùn)行時，如果監(jiān)測到電流出現(xiàn)異常電源，系統(tǒng)可以自動開啟保護(hù)功能，將電源切斷發(fā)出警報，以避免出現(xiàn)安全事故。與此同時，系統(tǒng)還具有異常數(shù)據(jù)分析上報等功能，技術(shù)員可以通過獲得的信息第一時間進(jìn)行處理，采取針對性的方案控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)[1]。

2.PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的優(yōu)勢

在電氣行業(yè)自動化建設(shè)發(fā)展的過程中，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)了大量的弊端，PLC技術(shù)由于優(yōu)勢明顯，在電氣設(shè)備自動化控制當(dāng)中逐步嶄露頭角。在電氣設(shè)備控制時，PLC技術(shù)的優(yōu)勢在以下幾點。

首先具有整體化控制的優(yōu)勢，在接線方面較為簡潔，只需要將傳輸線電源線和信號線連接就可以將傳統(tǒng)技術(shù)重復(fù)性操作和相關(guān)人員安裝的負(fù)擔(dān)解決，可以大幅度減少人為失誤導(dǎo)致的故障。

其次，電氣設(shè)備自動化系統(tǒng)當(dāng)中，對PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用可以大幅度提升整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，降低機(jī)電設(shè)備的使用率，可以防止周邊環(huán)境的干擾，使電氣設(shè)備的運(yùn)行安全性提升，防止出現(xiàn)一些不必要的安全事故。

第三，PLC技術(shù)較為簡單，在實際操作時生成的電源損耗較低，這就意味著使用門檻不高，而且符合當(dāng)前節(jié)約能源和生態(tài)環(huán)保的需求。

第四，由于PLC技術(shù)的適應(yīng)性較強(qiáng)。和傳統(tǒng)技術(shù)相比，PLC技術(shù)操作過程中，容錯率極高，其編程語言方面可以是邏輯圖，對程序修改和編譯難度降低，與此同時基礎(chǔ)性的維護(hù)工作可以由一些基層員工自行進(jìn)行。在PLC的支持下，可以快速的使自動化系統(tǒng)搭建起來，減少人員的使用量，實現(xiàn)人崗協(xié)調(diào)。另外PLC具有較強(qiáng)的自動識別能力，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，可以通過掃描功能快速地檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)，確保輸出數(shù)據(jù)的完整性，防止數(shù)據(jù)丟失而造成的設(shè)備故障[2]。

3.PLC技術(shù)在電氣工程自動化領(lǐng)域的應(yīng)用情況

在自動化控制的過程中，PLC技術(shù)由于其高效、全面、智能化等優(yōu)點，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)等各個系統(tǒng)。具體而言，在控制方面可以分為開關(guān)量控制、閉環(huán)控制、順序控制等，而下面對PLC的各種層面應(yīng)用進(jìn)行有效分析。

3.1開關(guān)量控制

以機(jī)電控制系統(tǒng)為例，傳統(tǒng)電氣化控制系統(tǒng)當(dāng)中整個系統(tǒng)較為復(fù)雜，運(yùn)維人員需要花費(fèi)大量時間對系統(tǒng)進(jìn)行梳理，工作過程中維護(hù)難度較大，復(fù)雜性較高，而且由于長時間運(yùn)維會導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行效率受到影響。

PLC控制系統(tǒng)可以利用開關(guān)量控制的方式實時監(jiān)控整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，使運(yùn)維人員的工作壓力大幅度緩解，提升機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。在實際操作過程中，開關(guān)量控制功能可以實時監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，依照監(jiān)控到的情況自動化地對電流的大小進(jìn)行控制，使整個設(shè)備處于平穩(wěn)狀態(tài)。如果設(shè)備處于高功率狀態(tài)，特別是實際運(yùn)行功率接近電極額定功率時，開關(guān)量控制系統(tǒng)可以將調(diào)節(jié)作用充分發(fā)揮出來，調(diào)整至輔助電源，以便使系統(tǒng)的額定電壓增加。

3.2閉環(huán)控制

PLC技術(shù)自動化控制系統(tǒng)具有自我修復(fù)功能，自我診斷等各種功能，不單單可以監(jiān)控系統(tǒng)的各部分運(yùn)行狀態(tài)，提前發(fā)出警示信息，自動化的對問題進(jìn)行修復(fù)和調(diào)整，還能夠?qū)σ呀?jīng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行詳細(xì)記錄和分析，因為人員可以定期對這些事物數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和梳理防治電系統(tǒng)運(yùn)行過程中后續(xù)出現(xiàn)類似的故障，由此可以發(fā)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)可以幫助機(jī)電設(shè)備進(jìn)行運(yùn)維提供相應(yīng)的技術(shù)支撐，不管是提前對隱患進(jìn)行預(yù)警，還是快速對故障進(jìn)行處理，都具有較好的現(xiàn)實意義，可以保障自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

PLC閉環(huán)控制系統(tǒng)主要應(yīng)對電機(jī)啟動環(huán)節(jié)，能夠使液壓轉(zhuǎn)速電流調(diào)控時產(chǎn)生的異常情況得到有效控制，比如說在電機(jī)長時間處于高壓運(yùn)行過程中，內(nèi)部電路和油路會受到不斷增加的壓力，如果油管的內(nèi)部壓力超過一定閾值，液壓油可能會出現(xiàn)濺射，導(dǎo)致油管內(nèi)部被腐蝕。通過PLC進(jìn)行閉環(huán)控制可以有效防止這種情況出現(xiàn)。該程序可以實時監(jiān)控油管內(nèi)部的壓力，并且依照傳感器獲得的返回值來分析設(shè)備的壓力情況，進(jìn)而對相關(guān)開關(guān)進(jìn)行調(diào)控，就算液壓系統(tǒng)超過正常范圍，自動化控制系統(tǒng)也可以通過特定過程控制液壓壓力，使其符合正常要求。與此同時，PLC閉環(huán)控制還可以對轉(zhuǎn)子溫度等進(jìn)行監(jiān)控，同樣具有很好的效果，能夠有效對轉(zhuǎn)速進(jìn)行平衡并且調(diào)節(jié)溫度。比如說電機(jī)轉(zhuǎn)速增加會導(dǎo)致電機(jī)的散熱能力削弱，而高速動轉(zhuǎn)子又會導(dǎo)致電機(jī)溫度超出正常值。長時間處于高溫運(yùn)行的狀態(tài)，設(shè)備很有可能會出現(xiàn)較大的問題，輕則會對電機(jī)運(yùn)行效率產(chǎn)生影響，重則有可能會導(dǎo)致電機(jī)損壞。

3.3順序控制

PLC控制系統(tǒng)可以在順序控制器當(dāng)中廣泛應(yīng)用，以此為基礎(chǔ)可以形成完善的控制體系，保證電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。在應(yīng)用過程中，可以通過分層式的控制系統(tǒng)有效的協(xié)調(diào)控制傳感器系統(tǒng)、主站控制模塊、自動控制模塊等外圍設(shè)備，以達(dá)到全面的控制效果。以火力發(fā)電廠為例，利用PLC可以有效實現(xiàn)順序控制，針對廢棄物、飛灰和爐渣等進(jìn)行高效的清理，在操作過程中需要注意加強(qiáng)遠(yuǎn)程調(diào)試、現(xiàn)場傳感控制。保障實際運(yùn)行過程中各種模塊都能有效配合聯(lián)動，實現(xiàn)一體化控制的效果，使電氣運(yùn)行時控制系統(tǒng)的操作負(fù)擔(dān)降低[4]。

結(jié)束語

伴隨當(dāng)前我國科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，國內(nèi)的電氣設(shè)備當(dāng)中自動化技術(shù)應(yīng)用逐步升級。尤其是PLC技術(shù)，在電氣設(shè)備自動化控制當(dāng)中廣泛應(yīng)用，具有較高的智能化和自動化水平，能夠確保電氣設(shè)備在自動化條件下有效運(yùn)行，提高工業(yè)生產(chǎn)的效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]巫加大.電氣設(shè)備自動化控制中應(yīng)用PLC技術(shù)的實踐分析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013，000（005）：114-114.

[2]袁志發(fā).電氣設(shè)備自動化控制中應(yīng)用PLC技術(shù)的實踐分析[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（13）.141-143

[3]王宇愷.PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用研究[J].科技展望，2016，26（033）：86，88.

[4]張營.PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動化控制中的運(yùn)用[J].環(huán)球市場信息導(dǎo)報，2017（13）.111-112.

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