电气工程自动化控制中PLC技术的应用研究

电气工程自动化控制中 PLC技术的应用研究

王嵘

13010519750129****

摘要:PLG技术可靠性高、抗干扰强，与传统机械式控制器件相比，优势明显，不但能够实现电气控制系统的稳定性要求，提高了控制系统的反应速度，同时，提升了工业的自动化水平。本文基于电气工程自动化控制中PLC技术的应用研究展开论述。

关键词:电气工程；自动化；控制；PLC技术；应用

电气火灾在发生过程中主要分为四个时期:初始酝酿期、烟雾期、大火期、烈火期。当用户出现违规操作、超负荷用电、违章安装等违规操作时，就会造成短路、漏电、过电流、欠电压、接触不良、电发热等故障，从而导致事故发生。研究表明，电气火灾发生的机理可以用以下三个理论来解释:

(1)弧光放电机理:电弧故障是指周围气体被电压击穿，从而产生电弧发热的现象，具有超高温和强光的特征，电气火灾危险性极大。其故障原因包括以下四方面:1）线路由于发生故障而产生电能，当电能转化为热能时，可燃物就会被瞬间引燃，造成电气火灾；2）电气金属在电弧产生的超高温条件下会变为熔融状态，从而发生喷溅导致火灾；3）目前家庭的大功率用电设备逐步增多，当用电过度就会产生电弧，此时的电弧能使三相间绝缘层碳化而导通，最终造成短路；4）当用电过多时，会导致过电压，而过电压是导致弧光放电的重要因素。

(2)电接触机理:电接触故障是指线路或设备在接触中发生故障导致的电压、电流或电阻异常的现象。其故障原因包括以下三方面:1）接触点部位发热会直接引燃线路或设备的绝缘层而起火:2）接触点熔融导致的滴落现象，造成可燃物起火；3）输电线路由于严重接触不良导致喷溅和弧光放电，造成火灾。

(3)电发热机理:电发热故障是指电气系统中电压、电流或电阻异常导致线路或设备温度异常的现象。

1 PLC技术

PLC技术—般应用于自动化控制的辅助系统之中，它能够控制电气工程的整体工艺流程，有助于相关企业的经营发展。比如:在电力行业输煤系统中，整体工艺是由上煤、储煤、配煤以及辅助系统结合而成。PLC技术与人际接口一同构成了输媒系统主站层，能够自动对辅助系统的运行状况进行控制，同时与人工操作进行结合，能够大大的提升输煤工作效率。另外，输煤系统中的PLC技术可以使传感器和远程工作站之间进行有效的交流，实现远程操控，减少工作人员的工作负担，提升系统运行效率及质量。除此之外，传统实物原件会被替换成含有PLC技术的软继电器，有效实现系统的自动闭合，以此确保系统整体能够安全运行，并具有较高的运行效率及质量。

1.1 低压配电系统常见故障及原因分析

从历年火灾调查情况来看，引发电气火灾的主要原因是线路及设备故障，主要包括:漏电故障、短路故障、过负荷故障以及弧光放电等故障。本文主要针对漏电故障、短路故障、过负荷故障等故障点进行具体阐述。

1.1.1 漏电故障

漏电是指电气设备与市电连通后出现电流泄漏，从而与大地产生电位差的现象。当电缆温度环境条件异常时，线路的绝缘性就会降低甚至遭到破坏，线路一旦接触到周围导体并传给大地，就会发生非正常漏电。当漏电流高于500mA左右时，会有电弧产生，这些微小的漏电流产生的持续电弧温度会持续升高至2000℃左右，进而引燃周围可燃物。当漏电流经探测器采集后传给PLC，与PLC程序中设置的阈值进行比较，一旦超出阈值，信号就会传给上位机进行处理。一方面，由控制室观测人员进行系统控制，查看是否有险情；另一方面，报警信号会通过报警、信号灯闪烁等报警信号提醒人们有火灾险情发生，从而最大限度上消除电气故障引发的电气火灾。

1.1.2短路故障

短路是指电流不经过任何用电设备，直接从电源正极流向负极的现象短路的原因各种各样，一般是由于电流迅速变大导致线路温度过高，继而产生燃弧现象和电火花。因此，本文针对短路故障的特点，通过监测线路及用电设备的温度等参数变化，来监测线路及设备是否发生短路故障，从而达到电气火灾预警的目的。

1.1.3 过负荷故障

过负荷是指线路或用电设备在运行时电流和功率超过额定值的过载现象。由于线路自身电阻会导致线路发热，当发生过载现象时，发热量逐渐增大，线路的绝缘性就会不断下降，当达到绝缘体燃点时，线路就会自燃，从而引发电气火灾。因此，本文针对过负荷故障特点，通过监测线路及设备温度、电流、电压等参数的变化，来监测是否发生过载故障，从而达到预防电气火灾的目的。除以上漏电、短路、过负荷等故障点外，常见的低压配电电气系统故障点还包括过电阻、电火花等故障，由于本文研究的侧重点主要是漏电、短路和过负荷等故障，其他故障点的监测不再阐述。

1.2 PLC技术在电气工程自动化控制中应用的意义人们生活、生产之中电气工程占据着十分重要的低位，将智能化技术应用其中，可有效对信息进行收集、分析、处理、及时反馈，这在一定程度上可促使电气工程自动化控制的发展，有效的节省人力资源，保障人们生命安全，提升其日常的工作效率。智能化技术应用在电气工程之中，主要是经过对智能化控制器进行应用，可保障了新兴的控制器更加优于传统的控制器。和常规的函数估计进行比较，智能化的函数近似器更占有优势。人工智能控制应用不同的方式进行讨论，而其他的人工智能化控制器可更加清除的了解整体，有些的促进控制策略的开放，进而了解智能化控制器更具有优势。电气火灾问题已成为人们当下普遍关注的问题之一，传统电气火灾监控系统虽然在一定程度上实现了火灾预警，但没有形成子系统之间的信息共享，当火灾发生时，人们不能在火灾初期及时发现火灾，这就可能导致重大电气火灾的发生。针对该现状，本文设计了基于PLC的建筑配电电气火灾预警系统，该系统不仅在组态监控方面进行了详细的设计与介绍，对大量硬件进行了参数设置，还进行了软硬件搭建、以太网连接等工作，实现了信息的无障碍传递。通过实测，进一步验证了该预警系统的可行性，为实际电气火灾预警提供了较为科学的参考价值。

2 PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用

2.1在控制顺序方面

对于当前的PLC技术来说，在实际的应用过程中，主要是在生产与生活中发挥出顺序控制器的作用，以满足当前的需求。例如，PLC技术被广泛的应用在火力发电厂中，通过其技术优势合理对火力发电厂的炉渣、飞灰等进行清理，促使火电厂稳定运行。在顺序器的实际控制过程中，受多方面因素影响，当自动化控制系统在运行时遇到外力的阻拦，将直接导致当前的生产效率降低，影响其整体的运行水平。

2.2在开关量方面

在实际的技术应用过程中，当前的PLC技术还广泛的应用在当前的电气工程及其自动化控制中，发挥出有效的控制作用。实际上，在进行控制时，其自身是以可编程存储器的形式进行应用，并利用自身的作用积极参与到当前得的虚拟继电器运行过程中，以满足当前的需求。相对来说，PLC技术在对当前的继电器进行通断控制过程中，受其自身的性质影响，需要较长的时间进行反应，由此，意味着在实际的控制时短路保护期间的继电器未能得到合理的保护，控制效果不明显。通过上述分析可知，PLC在实际的应用过程中也存在着一定的缺点，进而影响其技术功能的发挥，因此，应结合实际情况，积极进行合理的技术创新，例如，当前应用较为常见的方式是利用自动切换系统自身的优势与当前的PLC技术进行有效的结合，从根本上优化其存在的不足之处，满足当前系统运转的需求。与此同时，灵活利用该方式进行优化，还可以改善当前的系统反应较慢的情况，优化系统的整体效果，从根本上促使其运行效率得到提升，实现PLC技术在开关量控制方面的应用。

2.3在故障诊断方面应用

电气工程自动化控制系统中涉及的电气设备数量众多，且复杂性较高，各种故障的发生率也更高，而智能效果的实现往往会由于各种故障的出现而大天降低。因此，为了对系统的智能效果提出保障，我们需要结合具体的故障进行实践诊断，不断总结诊断过程中的经验和方法，以便于在今后的工作中掌握能够及时找到故障原因的方法。而事实上，智能技术在电气工程自动化控制中的应用及极大的解决了传统电气自动化控制中的故障问题。比如，在对变压器故障进诊断的过程中，使用智能化技术，就可以将变压器渗漏油的分解气体分析结果作为依据和标准，从而大致确定故障发生原因的范围，是检测的效率得到提升。

3结束语

PLC即可编程逻辑控制器，通常适用于工业环境。其运用可编程的存储器，将各个操作指令存放其中，如顺序运算、逻辑运算等操作指令，同时，通过输入输出I/O系统，整合外部设备拓展功能，形成一个工业操作体系。随着其技术的不断完善升级，PLC 已在电气控制系统中有了广泛的运用。

参考文献

[1]梁永恒.PLC技术在电气工程自动化控制中的应用分析[J].科技风,2021(15):81-82.

[2]孔令燕,王愈凌.智能化技术在电气工程自动化控制中的相关应用[J].南方农机,2021,52(10):178-179.

[3]刘旭.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的运用[J].电子技术与软件工程,2021(09):116-117.

[4]尹潇宇,田树森.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用[J].现代工业经济和信息化,2021,11(04):80-81.