《基于PLC实现的自动化电气控制应用》
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【摘 要】随着我国电力行业的发展,电气控制难度越来越大,传统人工模式依旧不满足当前控制需求,必须实现自动化电气控制模式.这一条件下,如何实现自动化电气控制就成为了业界相关人员重点关注的问题,随之PLC（Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器）受到了广泛关注,利用PLC可以实现自动化电气控制.对此本文为了了解如何使用PLC实现自动化电气控制的方法及控制应用将展开分析,阐述PLC概念、特点,论述PLC自动化电气控制实现方案,最后提出PLC自动化电气控制应用方式.
【关键词】PLC;自动化电气控制;电力行业
0.引言
自动化电气控制是现代电力行业建设中必须实现的控制方式,可以将其视为一种逻辑,但作为一种逻辑就必须建立在可控基础上,这时PLC就能为自动化电气控制逻辑提供可控基础.总体上,相关人员可以将自身设想的自动化电气控制逻辑输入PLC,这样在PLC中就出现了各种控制指令与指令定义,实现自动控制逻辑化,再借助相关技术保障PLC能接收到电气反馈信息,根据反馈信息PLC将根据逻辑进行识别,确认信息定义,最后根据识别信息定义在逻辑中找到定义相符的指令对电气进行控制.由此可以看出,PLC是实现自动化电气控制的根本因素,没有PLC电气自动化控制无法落实于实际工作中,因此有必要进行相关研究.
1、PLC的概念与特点
1、1概念
在概念上可以将PLC视为一种自动化控制系统,这个系统包含了计算机技术、网络技术、信号技术、物联网技术等,因此具有较强的综合性,且这些技术在实际工作中可以自由组合,形成多种PLC控制方案,目前在自动化电气控制中主要使用两种PLC控制方案,分别为集散型控制方案、总线型控制方案.集散型控制方案主要以PLC系统为终端,利用信号技术将终端与现场所有控制目标分别建立信息交互关系,这样终端就能通过信号技术获取反馈信息,并根据反馈信息发送对应控制指令到控制目标,这种方案能够实现精细化控制,但因为PLC要对所有信息进行单独控制,所以成本、效率等方面稍弱;总线型控制方案脱胎于“现场总线”技术,即在现场布置总线,将所有控制目标的反馈信息全部集成到总线,再将PLC与总线连接,统一接受所有反馈信息,再进行逐步分析,明确控制需求,最后发出指令实现控制目的,该方式具有控制范围广、效率高的优势,但控制精度上相对较弱[1].这两种方式各有优劣,因此在自动化电气控制中要根据实际情况来选择,否则可能造成适得其反的效果.
1、2特点
PLC作为一种可实现自动化控制的系统,较于其他同类系统具有四大特点,即可操作性强、电气设备维护便捷、灵敏度高、抗干扰能力好,各特點表现如下.
（1）可操作性强
任意可实现自动化控制的系统的可操作性体现于控制逻辑语言的兼容性,即某些系统只能使用少量编程语言来编制逻辑,而不同的编程语言能编制的逻辑有限,因此有时候需要使用到多种编程语言来实现目的,这时只能使用少量编程语言的系统就存在可操作性上的限制,是可操作性弱的表现.但反观PLC,其能够兼容大量逻辑编程语言,可以使用图形、符号来进行编程,这种方式不但能全面实现电气自动化控制目的,还便于相关人员观察,可见PLC的可操作性较强,有利于电气自动化控制质量.
（2）电气设备维护便捷
电气设备维护是一项繁琐的工作,需要相关人员去观察设备状态,再根据状态开展专项维护工作,这样就必然会导致人工工作负担较大,且在人工误差性的影响下,有可能出现维护质量问题,这种现象在传统电气设备维护中非常常见,经常受人诟病.但在PLC应用下,因为PLC能够将电气设备状态下的各类数据以逻辑方式储存,此举可以大幅度降低储存空间需求,减小维护数据量,这时人工只需要对小量数据进行查阅分析,并在较短的时间内设置自动维护程序,由此实现维护目的,可见这个过程更加便捷,较于人工或其他维护模式,其不但降低了人工工作负担,还有利于设备维护成本、电气安全稳定.
（3）灵敏度高
因为电气设备在运作中经常出现瞬时性故障,且某些故障会导致设备出现隐性损伤,所电气自动化控制应当具备较高的灵敏度,如果灵敏度低,就很可能发现不了瞬时性故障或隐性损伤,使得电气设备状态逐渐下滑,最后可能出现一系列的电气安全事故.这一条件下,利用PLC来实现电气自动化控制能够保障灵敏度水平,即PLC的使用能够对传统控制机制中的继电器进行更换,突破机械触电继电器限制,借助高灵敏度继电器可以有效对瞬时性故障或隐性损伤进行监测与处理.根据现代PC电气自动化灵敏度的表现可知,高灵敏度继电器基本可以实现零延迟反应,且同步进行信息传输,整个过程的延迟率也几乎为零.
（4）抗干扰能力好
电气自动化控制中信号技术、网络技术是最基本的两项基础,而这两项技术在实际应用中存在易受干扰的问题,即假设现场存在干扰因素,就有可能导致信号传输出现中断、断续等质量差的表现,而自动化控制质量也会受此影响出现问题,因此电气自动化控制应当具备良好的抗干扰能力.而PLC具备抗干扰电路、自动报警功能等抗干扰装置,这些装置能够有效抵抗内外环境中的干扰因素影响,尽可能保障电气设备稳定运作,且如果出现无法抵抗的干扰影响,则借助自动报警功能与应急机制可以将干扰影响降至最低,并通过人工实现快速处理,即当出现无法抵抗的干扰影响之后,PLC会启动应急机制,对受干扰部位的受控目标进行停机控制,这样可以避免干扰影响下产生的问题恶化,同时启动自动报警功能,通知人工前来处理,并将受干扰部位的信息发送给人工,帮助人工进行定位与诊断.
2、PLC自动化电气控制实现方案
2、1方案要点
虽然在不同场合下,电气自动化控制需求存在差异,使得PLC自动化电气控制实现方案也存在差异,但无论差异如何变化,方案中有三个要点是一致的,这三个要点就是构建自动化控制方案的基础,分别为数据采集、指令设定与执行、指令执行结果信息获取与反馈.图1为PLC自动化电气控制实现方案拓扑图.
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