南京市華睿川電子科技有限公司 陳海棠

PLC關(guān)鍵技術(shù)在電氣工程控制系統(tǒng)中的有效運用

南京市華睿川電子科技有限公司 陳海棠

伴隨科技水平的不斷提升，現(xiàn)代計算機控制技術(shù)得以發(fā)展，在此優(yōu)良環(huán)境下，PLC關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)運而生，并在電氣工程控制系統(tǒng)中得到廣泛運用，提高了電氣工程的自動化控制水平。本文首先對PLC關(guān)鍵技術(shù)加以概述，針對PLC關(guān)鍵技術(shù)的具體應(yīng)用現(xiàn)狀，提出幾點PLC關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)化建議。

電氣工程；控制系統(tǒng)；PLC關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用；建議

1 PLC概述

1.1 PLC發(fā)展

PLC技術(shù)產(chǎn)生于美國，在20世紀60年代開始投入生產(chǎn)，主要功能為順序控制，之后該項技術(shù)被日本、德國等越來越多的國家借鑒，80年代時該項技術(shù)實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，控制功能逐漸實現(xiàn)高數(shù)技術(shù)、函數(shù)運算等?；赑LC技術(shù)多項控制功能，其關(guān)鍵技術(shù)日漸滲入到越來越多的行業(yè)發(fā)展中，在能源、化工、信息等各領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。

1.2 PLC結(jié)構(gòu)

PLC全稱又為可編程邏輯控制器，I/O模塊、存儲介質(zhì)、CPU模塊以及電源是其重要組成，通過傳感器接受相關(guān)指令，根據(jù)指令要求在控制器內(nèi)部實現(xiàn)讀取、運算，得到運算結(jié)果后將其命令傳輸與執(zhí)行器，有執(zhí)行器進行控制工作，在控制過程中CPU會促使程序進行循環(huán)。其具體的結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

圖1 PLC結(jié)構(gòu)示意圖

2 電氣工程控制系統(tǒng)中PLC關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

可編程邏輯控制器是電氣工程控制系統(tǒng)的關(guān)鍵，完善控制器的設(shè)計質(zhì)量，可促進控制系統(tǒng)的順利運行。在進行控制系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)遵循一定的設(shè)計原則，具體有三點：第一，控制設(shè)計成本。投入成本的多少將直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益，有效控制成本既可增加效益，同時也為系統(tǒng)的升級與研發(fā)預(yù)留資金。第二，保證系統(tǒng)安全可靠運行，系統(tǒng)運行安全是設(shè)計是首要任務(wù)。第三，具有控制實效，能夠控制系統(tǒng)下產(chǎn)品質(zhì)量達標。在嚴格遵循設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，對控制系統(tǒng)進行具體設(shè)計，首先對控制需求進行詳細分析，對中央處理器進行科學選擇，并確定輸入與輸出設(shè)備。其次，對CPU模塊與I/O模塊進行分配設(shè)計，繪制具體的連接圖與流程圖。最后，編寫具體的程序，并進行調(diào)式與內(nèi)部測試，完善控制系統(tǒng)的實際功能。

2.2 PLC關(guān)鍵技術(shù)運用特點

PLC控制是該項技術(shù)的核心，而控制工作主要借助軟件操作完成，根據(jù)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)置，控制過程是掃描、診斷、處理的過程，待系統(tǒng)電源接通后，CPU會進行自我診斷，對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息進行自動處理，再經(jīng)過程序掃描后傳輸?shù)絀/O模塊，有該模塊將信息傳遞到執(zhí)行器。若在程序掃描過程中發(fā)現(xiàn)問題，則會將處理過的信息再次返回CPU模塊，由CPU重新進行自我診斷。因此，PLC關(guān)鍵技術(shù)的運用具有較多的優(yōu)勢特點，具體特點有三點：第一，該技術(shù)具有較高的可靠性?？刂葡到y(tǒng)的軟硬件設(shè)備具有較高的故障自我檢測功能，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障并作出處理。第二，系統(tǒng)配套齊全，控制功能完善。該技術(shù)運用了精密的集成電路，相應(yīng)的軟硬件也十分齊全，對控制功能是實現(xiàn)具有極大的促進與完善作用。第三，抗干擾能力強。該技術(shù)具有較高的自動化，受外界環(huán)境的干擾較少。

2.3 PLC關(guān)鍵技術(shù)的運用

PLC關(guān)鍵技術(shù)重在控制，該技術(shù)的產(chǎn)生離不開計算機技術(shù)的推廣，以及繼電接觸控制技術(shù)的發(fā)展，它是兩者結(jié)合形成的產(chǎn)物，能夠根據(jù)相關(guān)指令進行編程，從而實現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的運算和統(tǒng)計。將其運用于電氣工程控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的靈活控制，并代帶來的能量消耗較低，實際控制效果較為顯著。

2．3．1 閉環(huán)過程控制

電氣工程控制系統(tǒng)中會涉及到流量、溫度、壓力等模擬量的控制，閉環(huán)過程控制則是對這些模擬量進行連續(xù)的控制，實現(xiàn)模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)化過程。運用PLC關(guān)鍵技術(shù)，借助PLC結(jié)構(gòu)的 I/O 模塊，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)換。

2．3．2 信息數(shù)據(jù)的自動處理

新時期，隨著用電需求的不斷增加，電氣工程系統(tǒng)控制涉及的數(shù)據(jù)信息越來越多，若采用傳統(tǒng)的控制技術(shù)，在對數(shù)據(jù)信息進行分析處理的過程中，可以能耗費較大的財力、人力，不僅控制效果差，同時對部分數(shù)據(jù)仍無法進行有效控制，影響電氣工程的順利開展。借助于PLC關(guān)鍵技術(shù)，通過系統(tǒng)的中央處理器模塊，可以對數(shù)據(jù)信息進行自動化處理，進一步對信息數(shù)據(jù)進行運算、對比分析、傳送、轉(zhuǎn)換等，為過程控制系統(tǒng)提供重要的參考依據(jù)。

2．3．3 順序控制

較傳統(tǒng)的繼電器控制而言，PLC關(guān)鍵技術(shù)在順序控制中的運用，所具有的優(yōu)勢特點更加顯著，不僅可以提高系統(tǒng)的運作效率，還可減少能量消耗。運用PLC關(guān)鍵技術(shù)，可以借助信息存儲模塊的使用對系統(tǒng)的單個工藝流程實現(xiàn)控制，同時將模塊連接于通信總線，可以實現(xiàn)對企業(yè)車間的協(xié)調(diào)生產(chǎn)。

2．3．4 開關(guān)量控制

將PLC關(guān)鍵技術(shù)運用于電氣工程控制系統(tǒng)的開關(guān)量控制，因其控制反應(yīng)快、通斷時間短等優(yōu)勢得到推廣使用。傳統(tǒng)的電氣工程控制系統(tǒng)中，會借助機械繼電器進行開關(guān)量控制，由于其通斷時間較長，往往不能對短路進行很好的保護控制，造成一定的用電安全問題，將PLC關(guān)鍵技術(shù)運用于控制系統(tǒng)的自動切換模塊，可借助該技術(shù)的快速控制，保證開關(guān)控制質(zhì)量。

3 PLC關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)化運用建議

3.1 提高技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字信息化已經(jīng)成為當前時代發(fā)展的趨勢，為更好是實現(xiàn)PLC關(guān)鍵技術(shù)是編程控制優(yōu)勢，應(yīng)結(jié)合時代發(fā)展需要，對該技術(shù)進行優(yōu)化設(shè)計，使其具有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化特點更加顯著，從而將其運用于更多領(lǐng)域，滿足更多行業(yè)的發(fā)展需要。

3.2 改善運用環(huán)境

PLC關(guān)鍵技術(shù)具有較多的運用優(yōu)勢，但是PLC控制系統(tǒng)對溫度環(huán)境有著較高要求，目前電氣工程控制系統(tǒng)使用的PLC系統(tǒng)工作溫度應(yīng)保持在0-55攝氏度，適度應(yīng)控制在85%之下，因此為更好的發(fā)揮系統(tǒng)功能，應(yīng)優(yōu)化PLC控制系統(tǒng)的外界環(huán)境。一方面，將系統(tǒng)安裝在通風散熱良好的控制室，同時遠離發(fā)熱元件；另一方面；保證控制系統(tǒng)遠離易燃氣體，同時隔離系統(tǒng)接觸氯化氫、硫化氫等具有腐蝕性的物質(zhì)。

3.3 增強抗干擾性能

新時期，隨著電力行業(yè)的飛速發(fā)展，電氣工程市場競爭壓力越來越大，對控制系統(tǒng)的安全性能提出的要求越來越高，為滿足電氣工程的發(fā)展需要，控制好繁雜的生產(chǎn)工業(yè)質(zhì)量，應(yīng)增強PLC關(guān)鍵技術(shù)的抗干擾性能。比如說，為了增強系統(tǒng)的抗電磁干擾，應(yīng)嚴格控制接地系統(tǒng)的接地點位分布，保證接地點位分布均勻，根據(jù)信號源的接地情況控制屏蔽層，如果信號源接地則屏蔽層要在信號側(cè)接地，如果信號源為接地，應(yīng)將屏蔽層與PLC則接地。同時為避免產(chǎn)生電網(wǎng)引入感染，可在控制系統(tǒng)電源處接入濾波電路，或者安裝具有屏蔽功能的隔離變壓器。

4 結(jié)語

綜上所述，PLC關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其控制功能有了很大完善，基于該技術(shù)的安全可靠、控制功能齊全、抗干擾能力強等優(yōu)勢特點，將其運用于電氣工程控制系統(tǒng)將發(fā)揮重要作用。為進一步優(yōu)化PLC關(guān)鍵技術(shù)，增強技術(shù)的實際運用效果，用提高技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化技術(shù)、改善運用環(huán)境、增強抗干擾性能。

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