電氣工程自動化控制中PLC技術實施探究（水電站）

郭春花

吉安市螺灘水利水電中心 江西 吉安 343064

引言

目前我國所創(chuàng)建的電氣工程系統(tǒng)類別較多，為了使電氣工程的安全工作得以正常良好的發(fā)展，可通過構建自動化控制系統(tǒng)，融入PLC技術，不斷增強電氣工程呈現的智能化，有效地節(jié)省生產成本，減少勞動工作強度，提升其工作效率，同時能形成智能化的信息數據信息采集目標，進而為電氣工程實現自動化控制提供有力的保障。

1 概述PLC技術

PLC技術主要由電源模塊、儲存器、微處理器等多模塊所構成，屬于一種可以編程的控制器。

該技術能借助數字化運算系統(tǒng)執(zhí)行定時的操作命令，還具有邏輯運算的功能，可使整個過程的生產實時進行自動化控制，能有效規(guī)避電氣工程所產生的異常和故障問題，當開展生產活動期間需要做出生產變化時，只需要按照實際工作要求變換對應指令，這樣就能使審查活動得以有條不紊地運行下去。PLC技術可劃分成FCS系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)所組成，其中的FCS系統(tǒng)屬于該電氣設備的總開關，需要運用到互聯網技術和通信技術，以此讓所生成的數據產生互通的效果，對電氣工程系統(tǒng)的運行起到穩(wěn)定性的效果[1]。而DSC系統(tǒng)在操作方面較為嚴謹，需要利用預測電氣設備掌控該控制系統(tǒng)情況，應注意減少其危害性，避免給此系統(tǒng)帶來經濟方面的損失。PLC技術能把做完編程操作后直接把數據信息儲存到存儲器當中，再按照客戶所設定的邏輯指令予以計算，排列，不會受到機電接觸器的影響，能實現遠程輸入的功能，還可為該技術預留升級空間，是電氣自動化運行的必然趨勢。

2 將PLC技術應用在電氣工程自動化控制過程中所具有的優(yōu)勢

2.1 實操性強

在電氣工程系統(tǒng)中進行自動化控制過程中應用PLC技術，不但能用語言互譯進行程序化的管理，還能使用戶在使用期間正確掌握操作模式、語言結構。PLC技術蘊含著自動化的翻譯技術，為用戶之后的順利操作提供良好保障。該技術在編程期間，能將集中簡化系統(tǒng)當中的整個結構處理難度降至最低，大大提升其工作效率。同時這種技術全都按照國際通信統(tǒng)一標準進行設置，能在不同電氣廠家中靈活使用PLC技術，以此增強其處理效果實操水平。

2.2 安全可靠

由于PLC技術中擁有規(guī)模龐大的集成電路，所以在電路加工期間需要用到嚴謹的工藝，以此提高其抗干擾能力，相比于由繼電器所控制的系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)能為接觸不良的線路提供有效的幫助，能構建出可靠性強的線路設計形式，能用少部分的輸入和輸出達到電氣工業(yè)操控的需求。比如，當控制系統(tǒng)出現斷電現象，能起到保護電路的作用，還能對斷電前期產生的數據信息予以有效的保護，有效避免使有關數據信息產生丟失風險。

2.3 性價比較高

PLC技術具有性價比較高的優(yōu)點。其實際體積不大，能為占地場地節(jié)省空間，需要連接的輔助設備較少，同時其具有一定的抗干擾效果，能為企業(yè)出現停工和維修減少損失，其整體結構并不復雜，后期進行維護投入精力少，能給維護成本減少不必要的開支。同時PLC技術具有強大的功能和適配性，如何不需要應用PLC系統(tǒng)可轉移到其他設備中，其重復利用率較高，能帶給電氣行業(yè)帶去額外的應用價值。

3 將PLC技術應用到電氣工程自動化控制系統(tǒng)的具體實施路徑

3.1 在對水電站的渦輪螺旋槳進行調速中應用PLC技術

現代化水電站的渦輪螺旋槳發(fā)動機需要關注到其螺旋槳的轉速參數和其功率情況，只有把控好渦輪螺旋槳的速度，限定其螺旋槳轉速參數才能達到預期的功率和燃料流量情況。中低型水頭電站主要以使用中軸流轉槳的水輪發(fā)電機為主，運行期間需要依靠多種導葉水輪機達到協調性運作效果，以此產生良好的經濟收益，給其帶來理想的經濟收益。但是需要關注其水位變化情況和電站中的水輪機的水頭差別，其在調控期間需要按照廠家所提供的參數，以此達到最佳運行效果[2]。針對以上不同情況下的調節(jié)，可通過應用PLC技術中的編程邏輯予以實現。有關水頭在聯合作用下和機組調試期間的運作下，可采取手工組合中的葉片操控電站下游的水位變化，用科學性的曲線組合保證其機組葉片處在正常運作狀態(tài)，接著通過對PLC單元予以調整，進一步地優(yōu)化之前的曲線組合情況，以此最大限度地確保渦輪螺旋槳產生最佳的運行效果。同時PLC技術能給對應設備發(fā)送各種操作指令，比如，順序運算、算術運算、邏輯運算等程序指令。產生對應操作指令能有效調控渦輪螺旋槳的速度，有效地傳輸對應數據，使中軸流轉槳型的水輪運行效率更高。由于不同廠家所生產的渦輪螺旋槳存在差異，需要對其轉速做出不斷改進，因此，在渦輪螺旋槳運行期間應用PLC技術能使運轉速度更為穩(wěn)定、可靠，持續(xù)化。

3.2 對PLC系統(tǒng)的優(yōu)化設計

電氣工程當中自動化運行效果需要在電解鋁生產運作下與多功能電氣裝置共同作用下得以實現，其經常處在高磁場、高溫度、高磁場的環(huán)境下運行，其驅動系統(tǒng)主要由電磁閥、變壓器、變頻器、網絡技術以及PLC技術來作為運行時的支撐，為了使其達到長期的安全運作效果，應明確不同功能的工作條件及組成之間的邏輯關系[3]。①優(yōu)化信號、合理組合信號。能對不同小車選擇合理的組合和行走動作，使所選擇的各部位機構的操控動作、各個組合得以有效地優(yōu)化。②能對整個全車重要電源予以自動化的操控和啟動，能立即處理緊急事故。③使大車和小車實現安全運行目標。當大車與小車駕駛時需要進行增減，為避免使其速度達到急劇狀態(tài)產生沖擊危害，可應用PLC技術對齒輪之間的變速予以自動化的控制，以此使手推車與離工廠的終端距離控制在6m范圍內，達到自動化卸載減速兩米自動冷卻下來。能使不同轉盤能自動化的減速到規(guī)定位置上，到達車站之后又能產生自動化的發(fā)冷效果。④使空壓機達到安全運行效果。將PLC技術應用到PLC系統(tǒng)中，能自動控制載荷情況，油冷卻系統(tǒng)以及壓縮空氣冷卻系統(tǒng)，當這些系統(tǒng)產生過熱問題，能進行自動化的超壓保護功能，立即輸出錯誤反饋。當壓縮機、消塵系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)中的發(fā)動機產生超負荷時能及時反饋錯誤指令并予以保護。⑤使液壓站實現安全運行目標。當PLC技術能對其主機、加熱器以及冷卻泵予以自動化控制超載問題，還可對其系統(tǒng)的壓力予以有效地控制，對其工具的機制回轉進行自動化的控制，可直接反饋故障部位，并進行過熱保護。 ⑥使吊鉤得以安全運行。PFC系統(tǒng)能使吊椅依靠雙速發(fā)動機進行自動化的正/反轉齒輪的運作，還能直接自動控制吊椅剎車，有效調控其升降容量以及進行無重力的保護，其主要通過邏輯啟動操控升降后的超級高發(fā)動機，還能在終點站產生自動化的回轉，減速回放智能化功能，對發(fā)動機的超負荷情況直接進行保護，并做出錯誤反饋指令。⑦工具車不同機構的運行安全。PFC系統(tǒng)可自動控制陽極機構，進行限制升降壓力，針對打殼機構能進行自動化的控制并進行升降保護；針對其下料機構可采取自動化的升降措施，對電機過載情況予以保護，并及時反饋故障問題；優(yōu)化設計PLC系統(tǒng)過程中，能對清理鏟進行自動化的升降控制，還可對過載后的電機予以保護和進行故障反饋工作，不同機構最大限度只能允許一個機構移除上限位。⑧能使輸入點和輸出點的條件邏輯運算最終結果相對應。能使控制信號被轉變成二進制表，能使傳感器信號轉變成二進制表，邏輯運算期間產生的過程和結果能全部保存到整數位表中，邏輯運算最終結果可轉變成對應的輸出點。

3.3 使電網調度實現自動化效果

電力系統(tǒng)要想構建成自動網絡系統(tǒng)，必須使其電網調度達到自動化效果。對應的發(fā)電廠、電網中心以及附屬的變電站等各個設備都應進行全部連接，這樣才能使電網調度達到自動化要求，同時還能全面保障電力系統(tǒng)整個安全程度不會被外部所影響。并且不會再依靠人工去監(jiān)控電網中的電壓情況，電流情況以及電力負荷情況[4]。在監(jiān)視不同負荷回路中的實時功率期間，需要對每條進線用PLC程序預測需量，并和所設定最大需量予以對比，當超過最大需量時，可通過自動化切除和閉鎖相關負荷的回路，就能使其達到標準狀態(tài)。在電網中應用PLC技術，能實時檢測和采集有關數據信息，比如，某個時間段的功率數據，各個負荷的實時功率數據等等，并將實時計算的結果與最大需電量比較裕度，當所預測的需電量超出最大需量數據值時，PLC系統(tǒng)還可將報警指令直接傳輸到能源中心，其分廠級后臺能直接轉變成報警聲音，予以提示調度人員調整超負荷電量部位，從而有效解決電網某部位的超負荷問題。電網自動化系統(tǒng)中采取全過程實時監(jiān)控和管控措施，能有效避免給不同電力設備帶去經濟損失，具有抵抗風險的功效，同時電網在實現自動化功能之后，能合理選用最合適的系統(tǒng)運作方式，能給電力有效減少耗電量。符合我國目前所推行的節(jié)約能源理念和有關政策，能給廣大電力用戶提供良好的使用體驗效果。

3.4 將PLC技術應用在閉環(huán)控制過程中

電氣工程企業(yè)為了使工作效率有所提高，需要使所使用的電機達到可靠性啟動和運行要求，將PLC技術應用到電氣工程中，能對輸入機器，電力輸出機器，電流調節(jié)機器進行智能化控制，能精準地輸入不同設備的操作指令，促使電機啟動時達到智能化要求，并在規(guī)定時間內自動化地啟動電機設備和進行自動化的控制閉環(huán)[5]。同時在應用PLC技術期間還可精準地儲存數據信息，有關技術人員能按照特定順序測算動力泵的實際運行時長，并做出自動化的統(tǒng)計結果，并將這種計算結果選用最強功能的動力泵，為了讓所開啟的電子屏幕達到有效控制，技術人員需要采取特定的輸入指令啟動智能化設備，讓電機在較短時間內達到正常運作效果。同時還可通過改變其難度系數，提升自動化操控質量。

3.5 設計CAD軟件中應用PLC技術

CAD軟件屬于完整健全的電氣設計工具，復雜程度較高。其中運用CAD軟件中包含支撐軟件和應用軟件，以往在用CAD軟件進行設計活動期間需要使用不同類型的模具當作設計材料，容易給自動化控制系統(tǒng)帶來一定的缺陷，比如，難以有效預測故障問題，延長了接收數據的時間，使自動化控制精準度降低。將PLC技術應用到CAD軟件的電氣設計過程中，能按照全新的概念和多種空間設計方式構建多維度模型。讓操控程序與該系統(tǒng)彼此之間更為契合，能滿足現行電氣工程自動化控制運行需求。將PLC技術應用到CAD電氣設計方案過程中，可通過運用順序邏輯中的梯形圖自動化地生成CAD系統(tǒng)，能使電氣信號不變的情況下進行工步狀態(tài)的處理，還可用時間繼電器編制C語言，還能按照工況和數據信息選擇鏈表結構，能有效解決CAD軟件方案中的問題，總的來說，將PLC技術應用到電氣工程自動控制系統(tǒng)中進行應用，能產生高效便捷的效果。在CAD設計過程中應用PLC技術，能自動化操控坐標點畫線情況，還可通過運用divide指令和measure指令去編輯符號。從而使CAD軟件的方案設計更為便捷。

4 結束語

總之，通過將PLC技術應用到渦輪螺旋槳調速、優(yōu)化PLC系統(tǒng)、電網調度、開關量控制、CAD軟件設計過程中，能有效提升電氣工程運作時的速度和工作質量，能使操作過程更為便捷，能充分發(fā)揮控制系統(tǒng)，通信系統(tǒng)以及配電系統(tǒng)中的最大作用，從而為智能化電氣工程行業(yè)發(fā)展奠定扎實根基。