电气工程控制系统中PLC关键技术的有效运用探析林毅堂

电气工程控制系统中PLC关键技术的有效运用探析林毅堂

林毅堂

（厦门翔鹭化纤股份有限公司福建厦门361026）

摘要：在电气工程中控制系统是非常重要的组成部分，这项系统中的关键技术在于PLC技术。PLC技术的优点非常多，在电气自动化中应用PLC技术，可以充分体现出这项技术的优势。在电气工程的实际作业中，不仅可以增加工程的稳定性与可靠性，还能有效提升工程的整体质量。PLC技术的发展前景非常好，在电气自动化工程中引进PLC技术，可以促进电气自动化更好的发展。本文主要介绍了PLC技术的内涵和主要优点，再从空调系统等方面为案例详细分析了PLC技术在电气工程控制系统中的具体运用，希望通过本文可以给同行提供一些参考资料和帮助，增强PLC技术运用的有效性，推动社会经济能够快速发展。

关键词：电气自动控制；PLC技术；应用；节能

引言

在电气工程的自动化控制系统中引入PLC技术，能够发挥出重要的作用。不仅可以大大增加功能类型，还可以有效控制电气工程的整个自动控制系统。这样一来，能够从一定程度上提升系统的准确性，确保控制系统能安全稳定的运行，大大提高了工作效率和质量，满足生产的需求，以此推动相关行业可以稳定、长远的发展，进而推动社会经济的快速发展。

1、PLC技术与电气自动化

1.1PLC技术的内涵和主要优点

1.1.1PLC技术的内涵

PLC技术的主要依据是计算机技术，属于一种可编程控制器，虽说PLC技术归在了计算机技术的类型中，但在实际运用中，PLC技术在工业控制应用范围内具有非常专业的设计。PLC技术最先叫作可编程逻辑控制器，随着技术的改进和创新，PLC技术的应用范围越来越广，远超出了可编程逻辑控制器的范畴，但目前还是保留着PLC技术这个称呼。PLC技术在实际运用中，主要是根据输入采样环节、用户程序执行环节以及输出刷新环节为原理来实现控制作用的。在计算机的各类技术中PLC技术属于非常重要的部分，运用PLC技术已经解决了电气工程控制中的很多问题。PLC技术的控制装置主要是利用微小处理器，并结合计算机网络、通信技术、计算机技术以及智能控制技术等实现的。PLC技术的应用范围非常广，在电气自动化行业以及其他类型的工业中都能起到非常重要的作用。随着应用范围的扩大，PLC技术也在运用中不断地改进，更加的成熟，进一步推动了这些行业的发展。

1.1.2PLC技术的主要优点

PLC技术的优点很多，主要表现为功能齐全、可靠性高、能耗较低、维护方便以及语言编程不复杂等方面。PLC技术的功能齐全，这样在工业生产中可以满足很多控制作业的要求，大大提高了工作效率。同时，PLC技术在被广泛运用在了数字控制行业。PLC技术的可靠性很高主要是由于它可以防抗各类干扰，用在大规模集成电路里可以使集成电路的可靠性得到大幅度提升。PLC技术的能耗较低，在电气、工业等行业中运用此项技术仅需耗费比较低的能源，大大节约了成本。PLC技术在维护工作中操作很方便，此项技术主要是利用存储逻辑来实现控制的，而且可以在线编程，大大提高了工作效率和质量。此外，PLC技术的语言编程不复杂，和其它编程语言相比较属于非常简单好学的，因此，方便人们学习和掌握。

2、PLC技术在电气工程控制系统中的具体运用

本文主要以空调系统的设计为案例来分析PLC技术在空调节能控制系统中的具体运用：

在本案例中空调节能控制系统主要是以变频器和PLC技术相结合的形式对空调系统机组、冷却风车、水泵实行手动控制和自动控制。同时操作员站为就地设置型，空调机需要符合温度和湿度的相关规定，有完善的PLC技术、变频控制系统、PID控制、人机界面显示控制与温度测量仪表等，各自为独立系统。另外，此系统中功能十分齐全，包括系统控制、人机界面显示、报警以及连锁等。具体见图1系统结构图。

图1系统结构图

这个系统属于闭环自动控制系统，包含变频器、可编程控制器、人机界面、温度检测装置、主泵机组、冷却风车、冷却水泵、冷冻水泵以及控制主接触器等。其中，PLC为此系统的运算和控制机制，发挥着桥梁的功能，将变频器和各空调机组、冷却风车、水泵有效连接在一起，利用变频器与接触器之间的逻辑切换来控制系统的运行。在检测空调的制冷系统时，会把检测到的温度信号通过变送器与A/D转换器传送到PLC完成运算处理（如图二为西门子PLC简单的温度运算处理），接着会通过PLC传送到变频器（图三为西门子PLC利用PID功能输出控制变频器频率），此时变频器可以使频率发生变化达到控制主机、风车、水泵转速的目的，从而有效控制温度。

图二：温度计算图三：PID输出控制变频器频率

通过主机、风车、水泵控制系统和PLC控制系统的联动，可以使空调实现智能化或自动化的制冷效果。对于PLC控制变频器而言，仅需模拟量端口和几个I/O端口。其他的I/O端口就能给控制主机、风车、水泵的控制信号，也能接收主机、风车、水泵反馈的信号，从而完成联动。利用这种方式可以构成系统控制和信息反馈的双联动。在设计工作中，相关技术人员可以采用双通道方式来完成。通常情况下，可以选择Q0.0的信号端口来控制主机的开启、停止。（直接连接主机设备的外接控制端口，或者利用中间继电器并联间接传出控制信号，选择I0.0也能够接收主机反馈的各类信号），这样就能够做到联动与智能化控制。此外，结合实际要求可适当增多GPRSDTU模块，这样一旦出现故障，可以将报警信号直接发送给指定的手机，也可以让手机或者PC远程监视并且对开启和停止主机进行控制，还可对温度数据进行存档等。

这个系统中，为了确保空调可以有效调节温度，并在此条件下尽量降低能源的消耗量，采用变频控制风车、水泵组的方式。利用监控制冷机的压缩比构成了合理的水泵频率曲线，再通过控制曲线来有效对应输出温度。为了提高效果，可以有效监控室内、冷冻水、冷却水的温度。利用这一方式在固定温度下可以加大或降低能源输送。在夏天空调制冷时，将冷却剂的温度控制在7-12℃之间，同时将室内温度定为25℃，此时的温度差是在13—18℃之间，在此温度差内能够稳定在额定频率输出的大约60%内。因此，在满足制冷系统蒸发压力和蒸发温度的条件下，压缩比最大值控制在4.5—5Bar之间进行波动就能达到系统的要求。当应用PLC技术后，不仅可以监控冷冻水、冷却水的温度，还能监控室温，再根据基础数据和建筑温度恒定设计就能够更加方便、快捷地调节风车、水泵组的频率。

结束语

目前，我国的经济和技术正处于快速发展时期，各行业都有了突破性的进展，获得了更好的技术和更多的发展机遇，然而在此过程中，市场的竞争压力也越来越大。而且人们生活质量逐渐提高，对产品的要求也越来越高。为了满足人们的不同需求，各行业都在想方设法的提高生产效率和质量，更多的企业开始引入电气自动化系统，并取得了一定的成效。现阶段，电气自动控制系统在应用中还存在一定的问题，为了解决这些问题，开始引入PLC技术。PLC技术的优点非常多，可以有效提高工作效率，而且维护成本比较低，能够增加企业的经济收益，进而加大自身的竞争力，还有力推动了我国电气行业的良好发展。

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