王艷年

摘要：進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)和科技進(jìn)步驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)電氣自動(dòng)化學(xué)科得到發(fā)展迅速，尤其近年來(lái)將PLC引入電氣化控制領(lǐng)域，使工業(yè)生產(chǎn)的效率逐步提高，轉(zhuǎn)變了原有落后的生產(chǎn)現(xiàn)狀。另外PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的過(guò)程中，具有很強(qiáng)的自我修復(fù)功能，可以將系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題解決，監(jiān)督系統(tǒng)的內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障并且報(bào)警，保證工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和連續(xù)性。PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)很多，本文具體分析PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，以期對(duì)今后工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣設(shè)備;自動(dòng)化控制;應(yīng)用

1.PLC技術(shù)的架構(gòu)分析

PLC技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)架主要分成5個(gè)部分，傳輸設(shè)備、交換機(jī)、電源系統(tǒng)、存儲(chǔ)器、終極處理器，主要的工作流程如下。在數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)終端處理器處理后，傳輸系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，并且向交換器傳輸，然后在交換器當(dāng)中對(duì)數(shù)據(jù)解密，根據(jù)指令傳送到相應(yīng)的存儲(chǔ)器當(dāng)中實(shí)現(xiàn)信息的傳輸、收集、分析、處理。指令是未加密的明文，使用二進(jìn)制方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密在二進(jìn)制下傳輸，設(shè)備會(huì)將收集到信息自動(dòng)轉(zhuǎn)換成0、1組成的代碼后進(jìn)行壓縮傳輸。這些0、1組成的代碼字符串是信息的主要載體，PLC系統(tǒng)利用二進(jìn)制進(jìn)行加密后，交換機(jī)設(shè)備可以對(duì)所獲得的信息和指令進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別處理，以符合后續(xù)信息加工和處理的具體需要。存儲(chǔ)器能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，以符合系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)調(diào)取分析的需要。在信息系統(tǒng)構(gòu)建的過(guò)程中，需要對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行支持，而電源系統(tǒng)是確保PLC正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要基礎(chǔ)，需要依照機(jī)電設(shè)備控制具體需求，自動(dòng)化的對(duì)電流強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證整個(gè)系統(tǒng)的平穩(wěn)性。比如說(shuō)系統(tǒng)在長(zhǎng)期高壓運(yùn)行時(shí)，如果監(jiān)測(cè)到電流出現(xiàn)異常電源，系統(tǒng)可以自動(dòng)開(kāi)啟保護(hù)功能，將電源切斷發(fā)出警報(bào)，以避免出現(xiàn)安全事故。與此同時(shí)，系統(tǒng)還具有異常數(shù)據(jù)分析上報(bào)等功能，技術(shù)員可以通過(guò)獲得的信息第一時(shí)間進(jìn)行處理，采取針對(duì)性的方案控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)[1]。

2.PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的優(yōu)勢(shì)

在電氣行業(yè)自動(dòng)化建設(shè)發(fā)展的過(guò)程中，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)了大量的弊端，PLC技術(shù)由于優(yōu)勢(shì)明顯，在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制當(dāng)中逐步嶄露頭角。在電氣設(shè)備控制時(shí)，PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在以下幾點(diǎn)。

首先具有整體化控制的優(yōu)勢(shì)，在接線方面較為簡(jiǎn)潔，只需要將傳輸線電源線和信號(hào)線連接就可以將傳統(tǒng)技術(shù)重復(fù)性操作和相關(guān)人員安裝的負(fù)擔(dān)解決，可以大幅度減少人為失誤導(dǎo)致的故障。

其次，電氣設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中，對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用可以大幅度提升整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，降低機(jī)電設(shè)備的使用率，可以防止周邊環(huán)境的干擾，使電氣設(shè)備的運(yùn)行安全性提升，防止出現(xiàn)一些不必要的安全事故。

第三，PLC技術(shù)較為簡(jiǎn)單，在實(shí)際操作時(shí)生成的電源損耗較低，這就意味著使用門(mén)檻不高，而且符合當(dāng)前節(jié)約能源和生態(tài)環(huán)保的需求。

第四，由于PLC技術(shù)的適應(yīng)性較強(qiáng)。和傳統(tǒng)技術(shù)相比，PLC技術(shù)操作過(guò)程中，容錯(cuò)率極高，其編程語(yǔ)言方面可以是邏輯圖，對(duì)程序修改和編譯難度降低，與此同時(shí)基礎(chǔ)性的維護(hù)工作可以由一些基層員工自行進(jìn)行。在PLC的支持下，可以快速的使自動(dòng)化系統(tǒng)搭建起來(lái)，減少人員的使用量，實(shí)現(xiàn)人崗協(xié)調(diào)。另外PLC具有較強(qiáng)的自動(dòng)識(shí)別能力，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，可以通過(guò)掃描功能快速地檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，確保輸出數(shù)據(jù)的完整性，防止數(shù)據(jù)丟失而造成的設(shè)備故障[2]。

3.PLC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用情況

在自動(dòng)化控制的過(guò)程中，PLC技術(shù)由于其高效、全面、智能化等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)系統(tǒng)。具體而言，在控制方面可以分為開(kāi)關(guān)量控制、閉環(huán)控制、順序控制等，而下面對(duì)PLC的各種層面應(yīng)用進(jìn)行有效分析。

3.1開(kāi)關(guān)量控制

以機(jī)電控制系統(tǒng)為例，傳統(tǒng)電氣化控制系統(tǒng)當(dāng)中整個(gè)系統(tǒng)較為復(fù)雜，運(yùn)維人員需要花費(fèi)大量時(shí)間對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行梳理，工作過(guò)程中維護(hù)難度較大，復(fù)雜性較高，而且由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)維會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行效率受到影響。

PLC控制系統(tǒng)可以利用開(kāi)關(guān)量控制的方式實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，使運(yùn)維人員的工作壓力大幅度緩解，提升機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。在實(shí)際操作過(guò)程中，開(kāi)關(guān)量控制功能可以實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，依照監(jiān)控到的情況自動(dòng)化地對(duì)電流的大小進(jìn)行控制，使整個(gè)設(shè)備處于平穩(wěn)狀態(tài)。如果設(shè)備處于高功率狀態(tài)，特別是實(shí)際運(yùn)行功率接近電極額定功率時(shí)，開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)可以將調(diào)節(jié)作用充分發(fā)揮出來(lái)，調(diào)整至輔助電源，以便使系統(tǒng)的額定電壓增加。

3.2閉環(huán)控制

PLC技術(shù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有自我修復(fù)功能，自我診斷等各種功能，不單單可以監(jiān)控系統(tǒng)的各部分運(yùn)行狀態(tài)，提前發(fā)出警示信息，自動(dòng)化的對(duì)問(wèn)題進(jìn)行修復(fù)和調(diào)整，還能夠?qū)σ呀?jīng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行詳細(xì)記錄和分析，因?yàn)槿藛T可以定期對(duì)這些事物數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和梳理防治電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中后續(xù)出現(xiàn)類似的故障，由此可以發(fā)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)可以幫助機(jī)電設(shè)備進(jìn)行運(yùn)維提供相應(yīng)的技術(shù)支撐，不管是提前對(duì)隱患進(jìn)行預(yù)警，還是快速對(duì)故障進(jìn)行處理，都具有較好的現(xiàn)實(shí)意義，可以保障自動(dòng)化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

PLC閉環(huán)控制系統(tǒng)主要應(yīng)對(duì)電機(jī)啟動(dòng)環(huán)節(jié)，能夠使液壓轉(zhuǎn)速電流調(diào)控時(shí)產(chǎn)生的異常情況得到有效控制，比如說(shuō)在電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于高壓運(yùn)行過(guò)程中，內(nèi)部電路和油路會(huì)受到不斷增加的壓力，如果油管的內(nèi)部壓力超過(guò)一定閾值，液壓油可能會(huì)出現(xiàn)濺射，導(dǎo)致油管內(nèi)部被腐蝕。通過(guò)PLC進(jìn)行閉環(huán)控制可以有效防止這種情況出現(xiàn)。該程序可以實(shí)時(shí)監(jiān)控油管內(nèi)部的壓力，并且依照傳感器獲得的返回值來(lái)分析設(shè)備的壓力情況，進(jìn)而對(duì)相關(guān)開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)控，就算液壓系統(tǒng)超過(guò)正常范圍，自動(dòng)化控制系統(tǒng)也可以通過(guò)特定過(guò)程控制液壓壓力，使其符合正常要求。與此同時(shí)，PLC閉環(huán)控制還可以對(duì)轉(zhuǎn)子溫度等進(jìn)行監(jiān)控，同樣具有很好的效果，能夠有效對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行平衡并且調(diào)節(jié)溫度。比如說(shuō)電機(jī)轉(zhuǎn)速增加會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的散熱能力削弱，而高速動(dòng)轉(zhuǎn)子又會(huì)導(dǎo)致電機(jī)溫度超出正常值。長(zhǎng)時(shí)間處于高溫運(yùn)行的狀態(tài)，設(shè)備很有可能會(huì)出現(xiàn)較大的問(wèn)題，輕則會(huì)對(duì)電機(jī)運(yùn)行效率產(chǎn)生影響，重則有可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)損壞。

3.3順序控制

PLC控制系統(tǒng)可以在順序控制器當(dāng)中廣泛應(yīng)用，以此為基礎(chǔ)可以形成完善的控制體系，保證電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。在應(yīng)用過(guò)程中，可以通過(guò)分層式的控制系統(tǒng)有效的協(xié)調(diào)控制傳感器系統(tǒng)、主站控制模塊、自動(dòng)控制模塊等外圍設(shè)備，以達(dá)到全面的控制效果。以火力發(fā)電廠為例，利用PLC可以有效實(shí)現(xiàn)順序控制，針對(duì)廢棄物、飛灰和爐渣等進(jìn)行高效的清理，在操作過(guò)程中需要注意加強(qiáng)遠(yuǎn)程調(diào)試、現(xiàn)場(chǎng)傳感控制。保障實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中各種模塊都能有效配合聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一體化控制的效果，使電氣運(yùn)行時(shí)控制系統(tǒng)的操作負(fù)擔(dān)降低[4]。

結(jié)束語(yǔ)

伴隨當(dāng)前我國(guó)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)的電氣設(shè)備當(dāng)中自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用逐步升級(jí)。尤其是PLC技術(shù)，在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制當(dāng)中廣泛應(yīng)用，具有較高的智能化和自動(dòng)化水平，能夠確保電氣設(shè)備在自動(dòng)化條件下有效運(yùn)行，提高工業(yè)生產(chǎn)的效率。

參考文獻(xiàn)：

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[2]袁志發(fā).電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中應(yīng)用PLC技術(shù)的實(shí)踐分析[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2013（13）.141-143

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[4]張營(yíng).PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的運(yùn)用[J].環(huán)球市場(chǎng)信息導(dǎo)報(bào)，2017（13）.111-112.