電氣自動(dòng)化工程中PLC的應(yīng)用分析與發(fā)展探討

卜偉偉

（南京鋼鐵股份有限公司，江蘇南京 210000）

1 引言

在電氣自動(dòng)化工程中應(yīng)用PLC 技術(shù)，能夠有效地提升系統(tǒng)的工作效率，同時(shí)也能降低故障發(fā)生率，本文就針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段電力行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析和闡述。

2 PLC技術(shù)的概念

2.1 PLC技術(shù)的工作原理

（1）PLC 技術(shù)是一種自動(dòng)化系統(tǒng)，主要利用計(jì)算機(jī)的邏輯功能來完成對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，并且能夠?qū)?shù)據(jù)信息傳送到控制系統(tǒng)中。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以根據(jù)不同工作情況選擇相對(duì)應(yīng)的指令，通過這種方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)電氣自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)所需時(shí)間與空間以及成本等多方面因素影響[1]。

（2）PLC 的工作原理是在電氣自動(dòng)化工程中，主要應(yīng)用的是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，通過對(duì)其控制程序進(jìn)行設(shè)置和修改，將PLC 與計(jì)算機(jī)相連接起來之后就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行、停止以及報(bào)警等功能。而對(duì)于繼電保護(hù)功能來說則需要使用電磁閥來完成這一任務(wù)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)或者采取相應(yīng)的解決措施。

2.2 電氣自動(dòng)化工程中PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）PLC 技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在工業(yè)領(lǐng)域中主要表現(xiàn)在電氣自動(dòng)化工程系統(tǒng)具有較強(qiáng)靈活性，由于其本身是一種智能化、集成化與網(wǎng)絡(luò)化于一體，所以可將傳統(tǒng)控制方式進(jìn)行有效整合。同時(shí)能實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況信息數(shù)據(jù)等相關(guān)資料直接處理，此外還能夠通過計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)分析和計(jì)算，這樣就為工作人員的操作提供了方便之處[2]。

（2）PLC 技術(shù)在電氣自動(dòng)化工程中的優(yōu)勢(shì):第一，系統(tǒng)靈活，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)方便，由于PLC 具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，因此它可以根據(jù)不同環(huán)境下進(jìn)行自動(dòng)控制、調(diào)節(jié)等操作模式來滿足不同工作要求。第二，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域上來說其可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理及遠(yuǎn)程監(jiān)控功能與一體化處理信息內(nèi)容。第三，在電氣自動(dòng)化工程中使用過程中具有較強(qiáng)適應(yīng)性、靈活性以及開放性。

3 電氣自動(dòng)化工程中PLC的發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 PLC的功能

（1）PLC 的功能主要是對(duì)電氣系統(tǒng)中各種信息進(jìn)行處理，在工業(yè)生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)，這些都是由PLC 來完成。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制設(shè)備中所需要具備控制指令能夠自動(dòng)執(zhí)行，同時(shí)由于電子元件具有體積小、重量輕等特點(diǎn)可以有效提高工作效率并且降低成本投入。此外還能保證操作人員安全可靠地使用機(jī)器設(shè)備并避免故障發(fā)生而帶來的損失以及維修費(fèi)用問題，所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中是非常關(guān)鍵且必要的環(huán)節(jié)之一。

（2）PLC 系統(tǒng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集能力、處理功能和控制方式，在電氣自動(dòng)化工程中得到了廣泛地應(yīng)用，是目前電氣工程師最青睞的設(shè)備之一。首先PLC 能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)其記錄到計(jì)算機(jī)當(dāng)中就會(huì)自動(dòng)分析出問題出現(xiàn)地點(diǎn)以及原因所在位置信息等內(nèi)容。其次通過對(duì)故障部位以及影響因素進(jìn)行詳細(xì)了解之后將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理后再反饋給技術(shù)人員以方便日后工作中做出相應(yīng)決策[1]。

3.2 PLC系統(tǒng)的控制模式

PLC 系統(tǒng)的控制模式主要是以計(jì)算機(jī)為主，在運(yùn)行過程中，通過對(duì)程序進(jìn)行修改，形成了一個(gè)完整的電氣自動(dòng)化工程。而其工作原理就是將邏輯門鎖打開后再由繼電器、控制器或操作員來完成整個(gè)控制系統(tǒng)所需要實(shí)現(xiàn)功能和作用。對(duì)于PLC 而言最重要的是控制器與輸入設(shè)備之間能夠準(zhǔn)確地傳遞指令信息以及邏輯關(guān)系等相關(guān)內(nèi)容。PLC 系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，可以將程序進(jìn)行分類處理并根據(jù)不同的情況對(duì)相應(yīng)的控制方式進(jìn)行選擇。

4 PLC在電氣自動(dòng)化工程中的應(yīng)用

4.1 數(shù)據(jù)控制

（1）PLC 在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，通過將程序運(yùn)行過程與系統(tǒng)軟件相融合，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制，從而達(dá)到提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量的目的。PLC 可以實(shí)時(shí)記錄、處理相關(guān)參數(shù)信息，同時(shí)還能夠自動(dòng)識(shí)別出故障信號(hào)并發(fā)出報(bào)警指令給繼電器設(shè)備或裝置完成故障保護(hù)功能等操作流程方面具有較大優(yōu)勢(shì)。而利用電子元件來模擬控制系統(tǒng)中所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后再應(yīng)用在電氣自動(dòng)化工程當(dāng)中就能實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況以及生產(chǎn)過程控制[2]。

（2）PLC 在電氣自動(dòng)化工程中的應(yīng)用主要是對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行控制，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)采集、處理和傳遞工作。同時(shí)還可以將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)，這種方式能夠使整個(gè)過程更加方便快捷有效地完成任務(wù)并提高生產(chǎn)效率。例如:某企業(yè)采用的是FMS-8型電子式電控液壓伺服技術(shù)（SPC）來實(shí)現(xiàn)PLC 與繼電器的連接功能，在電氣自動(dòng)化工程中，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)控制裝置進(jìn)行監(jiān)控和分析工作，以達(dá)到控制目的。

4.2 邏輯控制

（1）邏輯控制是指在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，將PLC控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)接，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、工作情況等信息進(jìn)行采集后處理。這種技術(shù)能夠有效地提高電氣工程設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率，同時(shí)也能保證生產(chǎn)成本以及可靠性問題得到進(jìn)一步解決并且提升了整個(gè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益水平。PLC 則可以利用電子數(shù)據(jù)形式來完成控制功能實(shí)現(xiàn)過程當(dāng)中所需要具備程序化操作模式，從而為系統(tǒng)提供可靠安全穩(wěn)定發(fā)展基礎(chǔ)保障，為生產(chǎn)管理帶來良好的應(yīng)用效果與穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)。

（2）邏輯控制技術(shù)是一種新型的控制方式，它在電氣自動(dòng)化工程中具有非常重要的作用，其主要應(yīng)用體現(xiàn)在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行管理，能夠有效提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。PLC 在實(shí)際工作過程當(dāng)中具有較高可靠性與穩(wěn)定性，通過將邏輯控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)有機(jī)結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理信息并做出決策判斷，同時(shí)也可以利用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等現(xiàn)代技術(shù)建立起一個(gè)完整且高效的控制體系來完成對(duì)整個(gè)工程中所涉及到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理以及計(jì)算[3]。

4.3 模擬變量控制

（1）PLC 的信號(hào)電氣復(fù)制過程中，主要有三種方式:一是通過模擬量來控制，二是直接輸入到計(jì)算機(jī)設(shè)備上進(jìn)行操作，三是在現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)內(nèi)通過程序指令來完成對(duì)數(shù)據(jù)信息和參數(shù)值、狀態(tài)等方面處理工作。但是由于其本身特點(diǎn)以及實(shí)際工程環(huán)境與技術(shù)要求都會(huì)影響電氣自動(dòng)化裝置運(yùn)行的可靠性及穩(wěn)定性，所以需要注意的是PLC 信號(hào)電氣復(fù)制過程中要盡量避免出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤，從而保證整個(gè)電路能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)并具有較高性價(jià)比。

（2）PLC 控制過程中，其主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)輸入的參數(shù)進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)電氣自動(dòng)執(zhí)行邏輯功能。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中通常情況下可以將系統(tǒng)劃分為三個(gè)區(qū)域，分別為中央控制器區(qū)、變電器間以及開關(guān)設(shè)備之間，其中最核心的是前兩個(gè)區(qū)域內(nèi)的電壓值和電流值都會(huì)被輸入到大容量PLC 內(nèi)部控制程序中，然后再通過繼電器對(duì)其輸出相應(yīng)指令進(jìn)行處理并完成邏輯運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化工程控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與功能要求[1]。

5 總結(jié)

PLC 在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用后，其功能得到了極大的發(fā)展，很大程度地促進(jìn)了電氣工程及其自動(dòng)化控制領(lǐng)域的發(fā)展，是具有推動(dòng)意義的一種應(yīng)用。