初探电气工程自动化控制中PLC技术的应用

王洪志

摘  要：PLC技术是一种计算机技术中可编程控制器技术，对传统电气工程自动化控制中的缺点进行有效弥补，全面提升电气工程自动化控制技术的质量与水平，维护电气工程的安全，有利于电气工程行业的可持续发展。本文对PLC技术在电气工程自动化控制的应用问题进行研究，提高我国电气工程行业的发展水平。

关键词：电气工程自动化控制;PLC技术;应用

一、PLC技术概述

PLC是一种可编程的存储器，用在内部储存程序时，执行定时、计数、运算等自动化指令，所以被广泛应用在电气工程自动化控制中。由于我国科技的不断发展，自动化技术不断优化更新。PLC技术是将传统的技术与现在的微机技术相结合的产物，避免以往技术的可靠性低等特点，充分吸收利用微机处理器的优点。通过比较简单基础的继电器梯形图进行编程程序，不需要专业的编程语言，所以应用十分广泛。将PLC技术的融入，使得自动化控制朝着信息化的方向发展，将两者结合起来的原因是由于希望可以将电气设备的较大的存储量与计算机较快的速度结合起来，将两者的优势展现出来。

二、PLC核心技术

1.控制技术

PLC技术控制系统主要包括存储介质、中央处理器、接口、电源等设备。用户能够根据控制需求自己添加必要的外部辅助设备。PLC技术控制系统的部件都有相应的功能，其中，中央处理器主要负责数据分析、数据接收处理、用户指令接收处理等工作。存储介质主要负责用户程序数据信息的存储。输入接口和输出接口与外部设备相连接，主要用于接收外部設备所传递的信号和指令。电源主要控制系统的接通与关闭。PLC技术在电气自动化控制中的工作原理类似于计算机工作原理，需要接通系统电源，然后由中央处理器进行网络自动诊断，并处理相关的网络数据。之后，技术人员选择相应的用户信息进行扫描，并通过接口来控制信息的输入和输出。总之，PLC技术主要由硬件与软件构成，其中软件主要负责控制操作，硬件主要作为技术介质。

2.可编程控制器的设计原则

首先，PLC技术在电气自动化控制中的应用应满足控制对象的需求，根据控制对象需求进行控制工作，增强控制工作的安全性;其次，PLC技术在电气自动化控制中的应用应坚持经济效益原则，在保证系统正常运行的前提下，缩小系统控制成本，不断提高系统控制的经济效益;再次，电气自动化控制技术人员应加强对PLC技术的开发，促进PLC技术升级，提高控制效率。最后，PLC技术在电气自动化控制中的应用应坚持质量原则，保证控制质量和系统控制的安全性。

三、电气自动化中PLC的应用

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。

（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。

（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。

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。

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。

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。

结语

PLC技术有着明显的优点，所以可以快速发展，我国的电气工程行业正朝着信息化的方向发展，跟上时代的潮流，应不断对其优化与完善，使其价值得到充分的发挥，推动我国的电气工程自动化控制朝着新方向发展，从而提高企业经济效益，促进企业发展，也为国家经济发展做出积极努力。

参考文献

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