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摘要:PLC作為一類可編程的存儲器,用于其內部存儲程序,執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令,并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。PLC技術在電氣自動化發展過程中起著不可忽視的作用。文本對PLC技術在電氣自動化各個領域中的應用進行了分析探討。.
關鍵詞:電氣自動化;PLC;技術應用
引言:電氣自動化水平是一個國家工業自動化水平和工業經濟發展水平的重要組成部分,也是工業發展中的一項重要技術,是一個國家現代化水平的重要標志。電氣自動化水平在一定程度上可以反映一個國家的工業信息化發展水平。隨著社會經濟的快速發展,電氣自動化水平的快速快速提高,以信息技術為基礎的各項先進的科學技術已經運用到電氣自動化當中,如遠程控制技術、智能控制技術和信息控制技術等。
一、關于 PLC技術
和傳統的電氣系統相比,PLC技術具有反應快、操作簡單、可靠性強、功能完善、耗能少等優點。PLC 采用先進的梯形圖方式編程,易于電氣人員掌握,便于推廣。即使對于一些普通的技術工人也可以輕易地上手。PLC技術可以根據實際應用范圍進行容量、功能以及應用范圍的拓展,也可以通過與集散控制系統(DCS)或其他上位機的通信來擴展功能,并可以與其他系統進行數據交換。在硬件方面,在輸入/輸出(I/O)通道采用光電隔離技術,可以有效控制外部干擾信號對于控制系統的影響。PLC采用濾波器相關技術,有效地增強了 PLC 對電噪聲、電源波動、電脈沖、振動、電磁波等的干擾,是PLC 在各種高溫、高壓、高干擾的環境中穩定地工作。在軟件方面,PLC 的監控定時器可時時監視執行用戶在程序出錯和程序調試時,避免因程序錯誤而出現死循環,當 CPU、電池、輸入/輸出接口、通信等出現異常時,PLC 可以自診斷檢測到這些錯誤,并采取相應的補救措施,以防止出現事故。即使停電時,后備電池會正常工作。PLC 內部電路主要采用微電子技術控制,具有體積小、質量輕、便于安裝和操作的特點。這些特點使它很容易與其他機械設備組裝結合,組成機電一體化的設備。
二、PLC在電力系統中的應用
1、順序控制
火力發電系統內的輔助系統的工藝流程的控制多為順序控制和開關量控制兩種。隨著改革的深入以及國家對節能減排要求的逐步提高,該行業在生產過程中降低資源損耗和提高效益已成為各企業的管理最終目標。因此對類似企業輔助車間的自動控制水平也提出了更高的要求,近年來大型火電企業的輔助系統均已由PLC控制系統代替了原來的繼電控制器,并且隨著科技的進步采用PLC控制系統不僅可以單獨控制某個工藝流程,并且可以通過信息模塊與通信總線連接來協調全廠生產工作。
2、輸煤系統
輸煤控制系統由主站層、遠程IO站、現場傳感器等三層的網絡結構,其中PLC和人機接口構成主站層,該部分一般設置于系統集控室內;主站層通過光纖通訊總線與遠程IO站相連接,遠程IO站設備與輸煤傳感器通過二次控制電纜相連接。其集控室內主要以自動控制為主、以帶聯鎖或解除聯鎖的手動控制為輔,運行人員在控制室內可以通過顯示屏來實現對系統設備進行監視和控制并可以通過緊急事故開關和檢修啟停按鈕來控制系統狀態,該種技術的使用可以在很大程度上提高生產效率,并減少了運行人員工作量和改善了工作環境。
3、開關量控制斷路器控制
原來的火電系統內多采用電磁型繼電器為主要元件的控制器,該系統采用了大量電磁元件,因此其自身的大量觸點大大降低了系統的可靠性,同時該種系統還具有接線復雜、維修困難等缺點,而近年來PLC的運用則用大量軟繼電器代替大量的實物元件,因此大大提高了其可靠性,運行人員只需進行簡單的分合閘操作,在操作過程中系統能夠根據實際能否運行而給出相應的指示信號,并且在系統發生故障時可以自動分閘,同時給出信號指示;PLC控制系統可以大大簡化二次接線,且線路都存在各自的公共端因此接線過程中還不容易發生錯誤,且其無需配備專門的閃光電源;并且PLC控制系統可簡化其輔助開關數目,并可實現多臺斷路器的控制及信號集中顯示,可以減輕工作人員的維護和檢修工作量。
4、自動切換
為了提高供電的可靠性,由PLC夠成的備用電源自動投入裝置應運而生,其可以通過編程來使用各種運行方式,其將采集到的一次設備的正常運行信號作為備用電源啟動或關閉的依據,由于該控制系統具有數據處理以及邏輯判斷功能,因此其不僅能完成備用電源自投的操作,且其能考慮系統運行情況以及其他操作要求,同時系統本身具有很強的抗干擾能力,并具有可靠性高、接線簡單、調試操作方便以及成本低等優點。
5、閉環控制泵類電機
火電成內泵類啟動方式一般有自動啟動、機旁屏手動啟動以及現場控制箱手動啟動幾種。自動狀態下泵的開機時由PLC內順控模塊根據各個泵的累積運行時間長短來選擇主備用泵;而機旁屏開啟方式則是需調節現場開關的方式來啟閉泵,其主備用泵則是根據人類對運行時間的比較來決定每臺泵的啟閉,而若要在現場對其進行操作則需將開關調至“調速器手動”檔位才能實現。現在火電廠泵類的控制有PLC和常規控制兩種,一般講常規回路作為PLC控制的補充,及作為泵類控制的安全回路,即實現了即使PLC故障也可保證泵類的正常使用。
6、調速器控制
調速器至今經歷了機械液壓調速器、電氣液壓調速器以及計算機調速器幾個階段,其中PLC控制系統一般由轉速測量單元、電子調節單元和電液執行單元構成,其三個單元分別控制著調速器的轉速測量、調節規律的形成和驅動導水機構的職能。
三、PLC在電氣自動化中的發展趨勢
1 可靠性與抗干擾性得到了提升
PLC控制系統在運算或控制時,如果電氣自動化生產環境條件過于惡劣或現場電磁干擾突出強烈,會有可能造成產生偏差管理現象,并導致某些重要生產環節出現錯誤,工業生產的秩序化開展會無法得到保證。因此,PLC未來發展的科學方向就要有效地提升其系統的可靠性與抗干擾性,我們不僅應切實提升系統在惡劣環境及電磁信號密集環境的抗干擾能力,同時還應強化重視設計環節、安裝及使用進程,盡量使各類容易對系統產生負面影響的不良因素減少滋生。
2 PLC系統的網絡化與數字化
隨著電氣自動化控制系統中DCS技術應用、研發水平的日益成熟,其可提升的空間越來越有限,后續的發展力量體現出后勁不足的停滯狀態,而PLC技術的產生與科學發展,能很好地與DCS技術進行充分地融合,PLC和DCS互相吸收了彼此的優勢特點,并逐步合理同化,創新發展成為一種全新的Fes控制系統該系統,該系統不僅保留了原有系統的豐富特性,而且還實現了工業生產自動化技術的全面發展,令系統內數字化、自動化、智能化的控制實現了進一步綜合與強化的應用,未來該系統技術還會繼續拓寬共在火電廠工業生產中的廣泛應用,并進行不斷的完善與更新。
三、結語
為了能夠更廣泛的適應未來各種工業生產過程中控制場所的需要,PLC控制系統功能更加強大、人機界面更完美、通信設備更完備、現場總線通信能力更成熟,從而更好地適應各種工業控制場合的需求。
參考文獻
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[2] 劉偉光. PLC在電氣自動化系統中的應用與發展[J]. 黑龍江科技信息. 2011(19)
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