电气工程自动化控制中PLC技术的应用

电气工程自动化控制中PLC技术的应用

张傲

（天津电力工程监理有限公司300143）

摘要：科学技术是生产发展的根本所在，社会在不断前进的过程中，工业生产过程也不断发生质的转变。从一开始的大量使用人力，生产效率低，生产质量得不到有效的保证，到如今，技术成为工业发展的主流支柱。科学的计算方法，有效的数据基础，都是技术应用到生产中的重要实例。我国电气工程的发展一直受到国家重视，PLC技术是电气工程发展的中坚力量，只有将PLC技术有效、可靠的应用在电气工程自动化发展中，才能真正实现电气工程自动化控制的数字化、智能化。

关键词：电气工程；自动化控制；PLC技术；应用

1导言

PLC技术是一种先进的智能技术，PLC的接口性能非常好，且抗干扰能力非常强，因此在电气自动化的各个控制领域更是得到了广泛应用。PLC技术作为电气工程自动化系统中的处理器，极大地加强了控制系统的稳定性，同时也提高了自动化程度。PLC技术的诞生，为电气工程的进步发展起到巨大的推动作用，因此全面研究其有效地应用策略具有重要意义。

2PLC技术相关概念

PLC技术能够有效支持电气工程自动化控制的生产工作，是电气工程发展的必然产物，也是有关电气工程相关研究工作的主要内容。PLC技术的主要工作内容是利用相应编程的存储器，对电气工程自控化控制作业中的内部程序进行及时有效的存储，方便工作人员的使用及检验。同时PLC技术又可以为用户提供方便快捷的运算功能，将智能化、数字化的技术成果投入到电气工程生产使用中。PLC技术具有识别用户指令的功能，通过识别完成用户所要求的工作内容，如“串行”、扫描数据、传递信号结果等一系列生产要求。在具体的电气工程工作使用中，PLC技术可以将工作中的内部线路有逻辑顺序的存储起来，其存储形式是代数形式。如果有修改要求，仅在存储器中就可以完成。

3电气自动化中PLC的应用

3.1顺序控制

顺序控制和开关控制适用于火力发电的工艺流程，在火力发电系统内运用很广。随着经济的快速发展，国家对污染查得越来越严，节能减排降耗环保的门槛也越来越高。各大企业管理的目标也慢慢变成降低能源损耗，提高工厂效益。目前许多大型火电企业的辅助控制系统均安装了PLC控制系统，以替换原有的老旧继电器控制系统。PLC系统还可以单独用在工艺流程中，用来控制工艺生产，并远程控制和监控生产车间，有的还能控制整个工厂。

3.1.1输煤自控系统

要想看出输煤自动控制系统的好坏，需要注意这三个方面：一是安全性；二是生产效率；三是工作环境的改善和优化，即保障工人的身体健康。现在大多数煤电企业都将弱电控制系统和人力控制系统淘汰，改用计算机控制系统。

计算机控制系统由四大部分组成，分别是储煤、配煤、上煤和卸煤。从另一个角度还可以将其分成三层，分别是主站层、I/O层及传感器。主站层由两部分构成，一个是接口设备，一个是可编程控制器。操作员通过编程和接口设备来控制输煤过程。为了防止数据意外的损坏和丢失给企业造成损失。PLC的主控系统就像服务器硬盘一样，采取双机热备，一个中央处理器出故障，另一个中央处理器自动顶上，保证生产不受影响。通讯使用冗余模式，也就是说即使网络出现问题，网络仍然可以继续正常运转。集控楼里安装了所有主站的设备。远程I/O站的设备通过光纤和集控楼相连，并通过二次控制电缆和输煤传感器之间进行数据交换。输煤系统在集中室中统一控制，为安全起见还需要安装拉线开关，在不受控或十分紧急的状态下可手动控制，就像汽车里面的手刹一样。在控制室中，工作人员可以很方便地看着显示器，点击着鼠标来对生产过程进行监控和控制。同时操作员的工作条件也得以很大改善，劳动效率得到大大提高。

3.1.2工厂除灰系统

人们现在对于自己的身体越来越看重，没有健康的身体，再多的钱都没法享受，而环境污染是最严重的健康杀手。因此人们对于自己居住的环境很重视，国家也相续出台更多更严的环保政策及法案。在如此大形势下煤电企业不管愿不愿意都开始重视环保和废弃物再利用技术。为更好利用剩下的粉煤灰，气力除灰系统被大范围推广。传统的除灰系统和输煤系统一样由继电器逻辑电路来控制，现在大多被淘汰，换成PLC为核心的顺序控制系统。它包含送风机、收灰风机、加热器、仓泵、气化风机、卸灰装置、管道压力以及布袋除尘器等。较复杂的输入输出控制结构可由二次仪表、PLC、主控柜以及传感器等组成，可分成操作员站以及下位机控制器两部分。如果对于系统可靠性要求高的企业，可采用双机热备的方法。该软件系统基本上都是采用模块化编程和设计，模块化的好处是便于修改，当你觉得一个功能多的时候只要去掉一个模块即可，同理觉得功能少的话，可以增加一个模块。这样可以根据现场实际情况，订制出符合现场的除灰系统。

3.2闭环控制

自动电力系统的控制流程，需要对温度、流量、压力和速度等进行连续变化监控。开始的时候PLC控制系统在闭环控制这一方面做得不够好。当PLC技术更新变化之后，PLC弥补了这个缺陷，目前闭环控制这项技术已经做得非常好了。现在PLC模块中都具有PID指令，能够通过程序非常简便控制PID，PID的控制程序由PLC厂家设计，用户仅需简单设置就可轻松实现基于PLC的PID控制，性价比很高。

调速器油泵启动方式很多，有自启动和机旁屏启动等。每台控制器均能够自行运转，而且还可以记录调速器油泵的运行时间，下次开机启动时会自动优先选取累计总时间最少的油泵当作主启动泵，剩下的油泵当备用泵待命。调速器压油罐压力小于正常值时，主油泵便会自行启动，如果压力还是降低，降低到一定程度时，备用油泵就会陆续启动，向压油罐加油。控制箱手动启动方式时要将控制方式设置为“手动调速器”，然后直接按控制箱上的按钮便可启动油泵。PLC重新启动后，程序默认值是主油泵。PLC控制系统输出启动油泵指令后，并根据优先启动权来选择启动继电器，一般来说会优先启动第一个启动的继电器。控制油泵可分为常规控制和自动控制，两者相互结合。常规回路是整个控制系统的安全保障，当主控制系统出现问题时，常规回路会继续工作。也就是说在生产中即使PLC忽然出现故障，调速油的供给也不会中断，从而保证了所有机组的正常运行。

3.3开关量的控制

计算机用的是二进制运算，PLC同样如此，它运行的时候只要考虑它0和1的状态即可。因为PLC内部是各种辅助继电器，可以忽略各继电器间节点变位的时间。而传统的继电器则要返回一定的值，所以PLC适合做开关量控制。

在当前的火电系统中，电磁型继电器是其中的主要控制器件，PLC系统本身含有非常多的电磁元件，电磁的特性是会受干扰，且这些元件相连必然有大量触点，元件一多，相互间的接线也会变复杂，这使得出错率增大，系统的可靠性降低。

近年来PLC大量运用，代替实物，极大提高安全性和可靠性。作业人员只要会按照指示信号灯进行分合闸操作，出现问题时分闸，并发出对应的信号。二次接线很麻烦也易出错，PLC可以对其进行简化，每条线路都有独立的公共端，所以很难发生接线错误。接线时不需要配备闪光电源，只要耐心按照规范要求操作，将接线简单连接即可。辅助开关的数量也可以通过PLC系统大大简化，实现多台断路控制器之间的控制，集中显示信号，减轻工作人员间的维护和检修工作难度和工作量。

4PLC在电气自动化中的发展策略

PLC是一种非常重要的系统辅助技术，有很强的生产协调性，但目前还是存在很多应用不成熟方便。为了让PLC技术早电气工程自动化领域中发挥更大的作用，首先，相关技术专家要不断地对PLC技术进行研究总结PLC技术在各项目中应用的优势和不足，从工程的实际需求出发，改革和创新设计理念，不断完善PLC技术理论体系，用科学的手段来推动生产的进步，加大研究资金的投入，为PLC技术的更新提供一切有利大资源条件。再者，电气工程企业应当培养出更多专业的技术员工，只有在技术层面才能发现问题，解决问题。因此要定期对他们进行PLC技术的培训工作，保证每个员工都能够充分理解PLC技术的理论知识，在进行深入实践时，在工作中积累经验，探讨电气自动化系统的全面发展方向，科学、全面地扩大和发展PLC技术的应用领域。最后，电气自动化工程企业要设置好PLC技术的使用条例规定，保证其技术应用的安全性和规范性，建立一个完善的制度基础，从而促进PLC技术的使用，加快电气工程自动化的发展速度。PLC技术应当向着可靠性和抗电磁波干扰性不断增强，购买和安装更加简便，发展成为先进的fes控制系统，这种系统既可以保留原来PLC系统的各种功能，数字化性能还更加的被强化了，因此PLC技术还会拥有更广阔的发展前景。

5结束语

总之，运用PLC实现电气系统的自动化控制无疑是非常明智的选择，PLC技术在很多应用中体现了先进的理念，非常好的解决了传统生产方式所面临的问题，随着人们的不断探索和创新，PLC技术必定会带给人们更多的便利，实现更好的生产。

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