电气自动化控制中 PLC 技术应用的实践探究

鲍常涛 1 吴 睿 2

1 身份证号码： 21010419720419****

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　　摘要：PLC作为一种可编程存储器，用于在其中存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数、算术运算等面向用户的指令，通过数字或模拟输入输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器技术在电气自动化的发展中起着重要的作用。本文对可编程控制器技术在电气自动化各个领域的应用进行了分析和探讨。

关键词：电气自动化；PLC技术应用

引言：

电气自动化水平是一个国家工业自动化水平和工业经济发展水平的重要组成部分。它也是工业发展中的一项重要技术，是一个国家现代化水平的重要标志。电气自动化水平在一定程度上可以反映一个国家工业信息化的发展水平。随着社会经济的快速发展和电气自动化水平的快速提高，基于信息技术的各种先进技术被应用于电气自动化，如远程控制技术、智能控制技术和信息控制技术。

1.关于可编程控制器技术

与传统电气系统相比，可编程控制器技术具有响应速度快、操作简单、可靠性强、功能完善、能耗低等优点。PLC采用先进的梯形图编程，便于电气人员掌握和推广。即使对于一些普通的技术工人来说，也可以轻松上手。PLC技术可以根据实际应用范围扩展容量、功能和应用范围，也可以通过与集散控制系统(DCS)或其他主机通信来扩展功能，还可以与其他系统进行数据交换。硬件方面，输入输出(I/O)通道采用光电隔离技术，可以有效控制外界干扰信号对控制系统的影响。PLC采用滤波技术，有效增强了PLC对电噪声、功率波动、电脉冲、振动、电磁波等的干扰。使PLC在各种高温、高压、高干扰环境下稳定工作。在软件方面，PLC的监控定时器可以时刻监控和执行用户的程序错误和调试，避免程序错误造成的无休止的循环。当CPU、电池、输入输出接口、通讯出现异常时，PLC可以通过自诊断检测到这些错误，并采取相应的补救措施，防止事故发生。即使停电，备用电池也能正常工作。PLC内部电路主要采用微电子技术控制，具有体积小、重量轻、安装操作方便的特点。这些特点使其易于组装，并与其他机械设备结合，形成机电一体化设备。

　　二、PLC在电力系统中的应用 
　　1、顺序控制 
　　火力发电系统内的辅助系统的工艺流程的控制多为顺序控制和开关量控制两种。随着改革的深入以及国家对节能减排要求的逐步提高，该行业在生产过程中降低资源损耗和提高效益已成为各企业的管理最终目标。因此对类似企业辅助车间的自动控制水平也提出了更高的要求，近年来大型火电企业的辅助系统均已由PLC控制系统代替了原来的继电控制器，并且随着科技的进步采用PLC控制系统不仅可以单独控制某个工艺流程，并且可以通过信息模块与通信总线连接来协调全厂生产工作。 
　　2、输煤系统 
　　输煤控制系统由主站层、远程IO站、现场传感器等三层的网络结构，其中PLC和人机接口构成主站层，该部分一般设置于系统集控室内;主站层通过光纤通讯总线与远程IO站相连接，远程IO站设备与输煤传感器通过二次控制电缆相连接。其集控室内主要以自动控制为主、以带联锁或解除联锁的手动控制为辅，运行人员在控制室内可以通过显示屏来实现对系统设备进行监视和控制并可以通过紧急事故开关和检修启停按钮来控制系统状态，该种技术的使用可以在很大程度上提高生产效率，并减少了运行人员工作量和改善了工作环境。 
　　3、开关量控制断路器控制 
　　原来的火电系统内多采用电磁型继电器为主要元件的控制器，该系统采用了大量电磁元件，因此其自身的大量触点大大降低了系统的可靠性，同时该种系统还具有接线复杂、维修困难等缺点，而近年来PLC的运用则用大量软继电器代替大量的实物元件，因此大大提高了其可靠性，运行人员只需进行简单的分合闸操作，在操作过程中系统能够根据实际能否运行而给出相应的指示信号，并且在系统发生故障时可以自动分闸，同时给出信号指示;PLC控制系统可以大大简化二次接线，且线路都存在各自的公共端因此接线过程中还不容易发生错误，且其无需配备专门的闪光电源;并且PLC控制系统可简化其辅助开关数目，并可实现多台断路器的控制及信号集中显示，可以减轻工作人员的维护和检修工作量。 
　　4、自动切换 
　　为了提高供电的可靠性，由PLC够成的备用电源自动投入装置应运而生，其可以通过编程来使用各种运行方式，其将采集到的一次设备的正常运行信号作为备用电源启动或关闭的依据，由于该控制系统具有数据处理以及逻辑判断功能，因此其不仅能完成备用电源自投的操作，且其能考虑系统运行情况以及其他操作要求，同时系统本身具有很强的抗干擾能力，并具有可靠性高、接线简单、调试操作方便以及成本低等优点。 
　　5、闭环控制泵类电机 
　　火电成内泵类启动方式一般有自动启动、机旁屏手动启动以及现场控制箱手动启动几种。自动状态下泵的开机时由PLC内顺控模块根据各个泵的累积运行时间长短来选择主备用泵;而机旁屏开启方式则是需调节现场开关的方式来启闭泵，其主备用泵则是根据人类对运行时间的比较来决定每台泵的启闭，而若要在现场对其进行操作则需将开关调至“调速器手动”档位才能实现。现在火电厂泵类的控制有PLC和常规控制两种，一般讲常规回路作为PLC控制的补充，及作为泵类控制的安全回路，即实现了即使PLC故障也可保证泵类的正常使用。 

　　6、调速器控制 
　　调速器至今经历了机械液压调速器、电气液压调速器以及计算机调速器几个阶段，其中PLC控制系统一般由转速测量单元、电子调节单元和电液执行单元构成，其三个单元分别控制着调速器的转速测量、调节规律的形成和驱动导水机构的职能。 
　　三、PLC在电气自动化中的发展趋势 
　　1 可靠性与抗干扰性得到了提升 
　　PLC控制系统在运算或控制时，如果电气自动化生产环境条件过于恶劣或现场电磁干扰突出强烈，会有可能造成产生偏差管理现象，并导致某些重要生产环节出现错误，工业生产的秩序化开展会无法得到保证。因此，PLC未来发展的科学方向就要有效地提升其系统的可靠性与抗干扰性，我们不仅应切实提升系统在恶劣环境及电磁信号密集环境的抗干扰能力，同时还应强化重视设计环节、安装及使用进程，尽量使各类容易对系统产生负面影响的不良因素减少滋生。 
　　2 PLC系统的网络化与数字化 
　　随着电气自动化控制系统中DCS技术应用、研发水平的日益成熟，其可提升的空间越来越有限，后续的发展力量体现出后劲不足的停滞状态，而PLC技术的产生与科学发展，能很好地与DCS技术进行充分地融合，PLC和DCS互相吸收了彼此的优势特点，并逐步合理同化，创新发展成为一种全新的Fes控制系统该系统，该系统不仅保留了原有系统的丰富特性，而且还实现了工业生产自动化技术的全面发展，令系统内数字化、自动化、智能化的控制实现了进一步综合与强化的应用，未来该系统技术还会继续拓宽共在火电厂工业生产中的广泛应用，并进行不断的完善与更新。 
　　三、结语 
　　为了能够更广泛的适应未来各种工业生产过程中控制场所的需要，PLC控制系统功能更加强大、人机界面更完美、通信设备更完备、现场总线通信能力更成熟，从而更好地适应各种工业控制场合的需求。 
　　参考文献 
　　[1]刘海荣，赵湛.PC～PLC集散控制在船闸电气自动化的应用[J].工业控制计算机，2010.
　　[2] 刘伟光. PLC在电气自动化系统中的应用与发展[J]. 黑龙江科技信息. 2011（19）