PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用研究

袁彥輝

摘? ?要：隨著計算機技術的不斷發(fā)展，PLC技術在電氣行業(yè)中的應用越來越廣泛，其能夠實現(xiàn)自動化控制，對電氣發(fā)展具有十分重要的作用。PLC技術主要是結合計算機技術、現(xiàn)代通信技術和自動控制技術的優(yōu)勢，有著較強的實效性和可靠性。文章將從PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用方面進行研究，提出相應的措施。

關鍵詞：PLC技術;電氣設備;自動化控制;應用措施

可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）主要被應用到機床電氣、汽車加工和電梯自動化等各個領域中，有較強的應用優(yōu)勢，能夠實現(xiàn)在各個行業(yè)中的自動化控制。本文將基于PLC技術對電氣設備自動化控制方面的可靠性進行分析，了解其實際應用方面存在的優(yōu)勢。

1? ? PLC技術的基本概述

PLC主要是以微處理器為依托，結合計算機技術、通信技術和自動控制而開發(fā)出來的一種控制裝置。該技術最早起源于20世紀70年代，當時在汽車工業(yè)中應用比較廣泛，當前隨著計算機技術的不斷發(fā)展和完善，PLC技術在運算、處理和控制方面的功能越來越完善。PLC開始在電氣設備自動化領域中廣泛應用，推動了電氣設備的進一步發(fā)展，形成利用計算機進行控制的一體化模式。PLC技術的應用主要是以FCS總線控制系統(tǒng)和分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System，DCS）為主的控制體系，其在未來的發(fā)展中不僅能夠作為一個基礎系統(tǒng)，而且會發(fā)展成為一種全分布式的控制系統(tǒng)。（1）FCS總線控制系統(tǒng)是現(xiàn)場總線式控制系統(tǒng)，能夠有效實現(xiàn)電氣裝置的智能化和自動化，通過數(shù)字控制方法對不同的結構進行控制和管理，能夠實現(xiàn)多個方向、多個節(jié)點的總線形數(shù)字通信體系，能夠在裝置內部建立一種良好的網(wǎng)絡氛圍，充分利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，對實際的機械生產(chǎn)活動進行改善，為裝置的智能化奠定良好的基礎，提高裝置的使用效率。（2）DCS主要是分散管理和集中顯現(xiàn)，能夠將控制過程中的危險性顯示出來，通過利用計算機技術和控制技術建立一種特殊的網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)對現(xiàn)場控制站和檢查站的有效連接，能夠達到對各個系統(tǒng)的分散控制和集中操控，確保數(shù)據(jù)信息的高度集中。DCS的最大作用是實現(xiàn)分散控制，能夠將裝置內部存在的危險進行分散移除，通過集中管理的方法，實現(xiàn)對電氣裝置的有效監(jiān)管。DCS主要是將信息技術、自動化控制技術和通信技術結合起來，實現(xiàn)統(tǒng)一調度管理，優(yōu)化整個管理過程。

2? ? PLC技術在電氣自動化控制中的應用實踐

PLC技術將自動化技術與計算機技術有效結合起來，在實際應用過程中，功率消耗較少，使用和安裝都比較容易操作，在電氣系統(tǒng)中的應用能夠起到改善作用。PLC技術有預算和處理數(shù)據(jù)的功能，在不同類型的電氣系統(tǒng)中都能應用，而且對數(shù)據(jù)都能夠進行合理處理，有效優(yōu)化整個機械生產(chǎn)流程，滿足工程生產(chǎn)需求。

PLC的特點：（1）在PLC中包含有大量的編程元件，各類元件之間相互配合，能夠有效實現(xiàn)各種功能的應用。（2）PLC技術在電氣設備中的應用，具有較強的抗干擾能力，而且可靠性相對較高，在傳統(tǒng)電氣設備中主要應用的是繼電器，很容易存在接線不良等問題，PLC技術的應用都是通過軟件實現(xiàn)，能夠有效提高系統(tǒng)的可靠性。（3）PLC技術的應用，編程相對比較簡單，而且使用方便，該系統(tǒng)的安裝可以直接在計算機上進行仿真模式，有效減少工作量。（4）PLC系統(tǒng)維護方便，PLC技術的應用存在的故障率本身就比較低，同時還具備一定的診斷功能，系統(tǒng)內部會實時進行故障檢測，在實際維修的過程中，只需要針對相應的模塊進行故障檢測即可。

2.1? 開關量控制

通常開關量控制和順序控制是電力自動化系統(tǒng)中最常用的兩種控制方式。傳統(tǒng)的電氣設備控制系統(tǒng)中采用的是電磁繼電器元件，很容易出現(xiàn)大量的觸電故障，嚴重降低了系統(tǒng)的可靠性，而且傳統(tǒng)控制系統(tǒng)在接線方面存在很大的復雜性。應用PLC技術對電氣設備的自動化控制，能夠直接取締大量的實物元件繼電器，有效提高系統(tǒng)的可靠性，而且在系統(tǒng)功能的維修方面比較簡便。PLC控制系統(tǒng)的應用，不僅能夠減少系統(tǒng)輔助開關數(shù)目，而且通過集中多臺斷路器的信號實現(xiàn)集中控制。將備用電源自動投入裝置安裝在系統(tǒng)中能夠有效增強系統(tǒng)的可靠性，也能夠優(yōu)化對裝置的合理控制，基于PLC技術的備用電源應用，可以通過編程對系統(tǒng)的運行方式進行修改，有效提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，能夠擴大系統(tǒng)的適用范圍，確保系統(tǒng)的可靠運行。

2.2? 順序控制

順序控制作為系統(tǒng)設備中的主要工藝控制方式，在電力行業(yè)的降耗增效方面有著較大的作用，在生產(chǎn)過程中的自動控制水平也不斷提高。PLC技術在電力設備中的應用取代繼電控制器，在自動化控制系統(tǒng)方面發(fā)揮著重要的作用，能夠有效實現(xiàn)對工藝流程的控制。同時將通信總線與信息模塊進行協(xié)調配合，能夠實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的協(xié)調控制，在電力控制系統(tǒng)中，主要借助計算機技術實現(xiàn)對電氣設備的自動化控制。例如，應用PLC技術的電力自動化系統(tǒng)，可以分為人機接口與PLC構成的主戰(zhàn)層、遠程和現(xiàn)場傳感器3部分網(wǎng)絡結構，在進行集中控制的過程中，可以通過計算機顯示屏實現(xiàn)對整個系統(tǒng)運作情況的監(jiān)控和操作。

2.3? 閉環(huán)控制

在電氣設備系統(tǒng)中，泵類電機的啟動有不同的方式，其中包括自動啟動、現(xiàn)場控制箱手動啟動等，應用PLC技術能夠實現(xiàn)自動化啟動，PLC內部的順控模塊主要是通過泵累積運行時間進行選擇，采用手動啟動方式，只需要根據(jù)現(xiàn)場開關進行調節(jié)，按照泵運行的時長決定泵的啟閉模式，在現(xiàn)場實際的操作過程中，將開關調至手動的模式即可進行。目前在電力系統(tǒng)的自動化運行過程中，主要是將PLC控制系統(tǒng)與常規(guī)控制系統(tǒng)有效配合使用，常規(guī)控制系統(tǒng)只是作為控制系統(tǒng)的補充系統(tǒng)存在，屬于泵類電機控制的安全回路。如果電機系統(tǒng)在運行的過程中發(fā)生故障，就可以通過常規(guī)控制系統(tǒng)保持泵類電機的持續(xù)運行，確保整個生產(chǎn)工作的高效性。在電力自動化控制系統(tǒng)中還會應用到解調器，其對提高系統(tǒng)整體的可靠性有著十分重要的作用，也能夠提高生產(chǎn)的效能，PLC技術的控制系統(tǒng)主要包括電子調節(jié)單元、電液執(zhí)行單元和轉速測量單元3部分，能夠對整個電力設備系統(tǒng)起到重要的控制作用。

3? ? PLC在電氣自動化中的應用前景

PLC的實際功能比較強大，而且應用范圍比較廣泛，其在電氣自動化系統(tǒng)中的應用主要體現(xiàn)在3個方面：（1）PLC技術在數(shù)控系統(tǒng)中的應用。傳統(tǒng)的數(shù)控控制有很多方法，PLC技術的應用起到了很大的作用，其在數(shù)控系統(tǒng)中的應用能夠使控制定位更加準確，使整個控制過程比較方便。（2）PLC系統(tǒng)在交通控制系統(tǒng)中的應用。該方面主要體現(xiàn)在對信號燈的控制，能夠有效提高整個交通系統(tǒng)的工作效率，在目前擁堵的交通系統(tǒng)中應用人工智能，會使電子監(jiān)控更加完備，監(jiān)控的效率也有效提高，減少對人工方面的需求，而且電力監(jiān)控智能化設備的應用，使交通管理更加規(guī)范。（3）PLC在中央空調中的應用。中央空調中最初應用的控制器自身存在較大的缺陷，在后期的不斷發(fā)展過程中，PLC被廣泛應用到其中，具有較高的應用可靠性，而且抗干擾的能力比較強，實際的維護過程比較方便，其在未來的應用和發(fā)展前景更加廣闊。

以后，在電氣設備方面會有更多品種的產(chǎn)品出現(xiàn)，在設計方面也更加完善，需要通過完善人機界面，發(fā)展各種優(yōu)良的通信設備，使電氣設備的設計更加符合自動化的控制場景。PLC新型技術在目前的發(fā)展中能夠通過計算機技術組成大型PLC電氣設備控制系統(tǒng)，在各個行業(yè)中的應用越來越廣泛，其所具備的優(yōu)勢和可靠性都能夠有效促進電氣設備行業(yè)的發(fā)展，達到智能化應用效果。

PLC在未來各個行業(yè)中的應用還需要不斷提高、加強，在抗干擾性方面需要完善，如果出現(xiàn)環(huán)境異?；螂姶鸥蓴_很容易對PLC系統(tǒng)的運行造成影響，也會使一些生產(chǎn)的環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤，導致整個生產(chǎn)過程不能正常進行。因此，需要進一步提升PLC技術的穩(wěn)定性，不僅要提高其抗干擾性能，還需要在設計、安裝和使用方面進行完善，防止在實際應用過程中對系統(tǒng)產(chǎn)生影響。需要將PLC與DCS的特點進行有效結合，發(fā)展成一種新的控制系統(tǒng)，促進自動化控制技術的進一步發(fā)展，也使得數(shù)字化的技術得到有效應用，促進電氣設備行業(yè)的發(fā)展。

4? ? 結語

在電氣設備自動化控制中，采用PLC技術能夠有效簡化對復雜繼電器的應用，進一步提高了產(chǎn)品的可靠性，也在某種程度上，通過對設備的不斷完善，有效降低生產(chǎn)和使用方面的成本。另外，PLC技術在電氣設備中的應用，能夠使專業(yè)人員快速掌握維修工作，提升維修的效率，在未來的發(fā)展中，還需要對PLC技術進一步完善。

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