简析PLC技术在电气自动控制中的应用

2023-01-02于泷

中国设备工程 2022年5期

于泷

（大庆油田庆南工矿服务公司东湖二分公司，黑龙江大庆 163000）

PLC技术是电气化中的重要技术手段，目前已经在电气自动控制系统中得到了十分广泛的应用。在传统的电气控制系统中，由于烦琐的电气线路导致电气控制系统的工作效率较低，发生故障的概率较高，且后期维护和保养的成本相对较高。而通过PLC技术的应用，大大推动了电气控制系统的自动化程度，借助数字化的操作提升了电气自动化控制系统的运行效率，简化了烦琐的工作流程，降低了电气自动化系统运维管理的高昂成本，保障了电气自动化系统安全、稳定和高效地运行。

1 PLC技术概述

1.1 PLC控制系统的设计原则

（1）控制成本。在传统的电气自动控制系统中，由于技术水平的诸多限制，导致电气系统的运维成本较高，工作流程比较烦琐。PLC技术的应用正是为了简化工作流程，提高运维管理的效能，并合理地控制各项成本。因此，PLC控制系统的设计应当考虑系统运维的成本，保障良好的经济效益。（2）安全可靠。PLC控制系统的设计需要确保系统运行的安全可靠性，尽可能降低安全隐患，减少故障发生的概率，确保系统可以安全稳定地运行。（3）质量管理。PLC技术的应用需要确保相关系统、设备和技术的质量，使其满足实际的使用需求。除上述原则外，在进行PLC控制系统的设计规划时，还需要结合电气自动化控制系统的实际情况匹配适合的中央处理器及配套的设施设备，绘制完善的系统流程图及线路连接图，做好程序的调试工作，为PLC技术的应用做好充分准备。

1.2 PLC技术的特点

PLC控制系统的运行需要借助强大的控制软件，控制软件具备自我诊断、信息处理、自动扫描及自动报警等功能，与传统的电气自动控制系统相比，采用PLC技术具备以下优势：首先，可靠性较高。PLC系统可以对电气自动控制系统的运行进行自动监测，在发现问题后进行自动报警和处理；其次，配套系统完善。PLC控制系统具有比较完备的配套设施设备，整体的操控性能良好；再次，稳定性强。PLC控制系统的运行受外界干扰和影响较低，因此系统的稳定性较强。

1.3 PLC技术的应用范畴

（1）闭环过程控制。PLC控制系统中涵盖了多个控制程序，以流量控制和压力控制为代表的控制程序可以形成一个完整的闭环控制系统，通过这个闭环控制系统可以持续不间断地对电气自动控制系统的运行进行控制，实现模拟量和数字量之间的交换。（2）数据信息的自动化处理。随着电气自动控制系统在各个领域的广泛应用，迫使相关行业对电气自动控制系统运行中的数据信息的获取和处理提出了更高的要求。通过在电气自动控制中应用PLC技术，可以依托中央处理器实时地获取电气自动控制系统运行的完整数据信息，同时还可以自动化地对这些数据信息进行整合、分析和计算，为相关操作的执行提供依据；此外，借助PLC技术还可以实现信息数据的自动转换，满足电气自动控制系统的运行需求。（3）顺序控制。PLC控制系统与传统的继电控制系统相比，在顺序控制方面也有着十分显著的优势。具体而言，PLC控制系统在电气自动控制中的应用可以简化电气自动控制系统的操作流程，提高电气自动控制系统的运行效率，并且对电气自动控制系统的运行所产生的能耗进行合理的控制，加强对每个环节的操控性。

2 PLC技术在电气自动控制中的应用策略

2.1 PLC技术在顺序控制系统中的应用策略

在运行顺序控制系统前，需要首先结合实际的使用需求进行程序的设定，在顺序控制系统中输入信号，通过发送指令进行系统的操控。通过将PLC技术应用于顺序控制系统中，可以确保顺序控制系统的稳定运行，并减少人力操控的烦琐过程，控制人力成本，提高顺序控制系统的运行效率。例如，在火力发电企业中，除渣除灰系统是开展生产的重要保障，通过在火力发电的除渣除灰的顺序控制系统中应用PLC技术，不需要人力进行操控就可以进行自动化的控制，这就大大降低了火力发电企业的人力资源成本，保障了生产力，提高了企业的经济效益。

2.2 PLC技术在开关量控制中的应用策略

近年来，随着PLC技术研究领域的不断发展，使得PLC技术越加成熟，应用范畴越加广泛。PLC技术具有较强的开关量控制功能，PLC技术在开关量控制中的应用可以利用虚拟继电器取代传统的机械继电器，从而在开关量控制中发挥出巨大的作用。例如，在开关量控制工作中，如果使用传统的机械继电器对接触器的控制需要耗费较长的时间，在发生反应的过程中就会造成资源的浪费，也会给开关量控制带来不利的影响，而借助PLC技术在开关量控制中的应用，可以与接触器快速发生反应，第一时间控制短路，避免短路对电气设备造成的伤害。

2.3 PLC技术在电力系统中的应用策略

2.3.1 配电柜的自动化控制

PLC技术在配电柜的自动化控制中的应用可以分为以下两个方面：（1）对可编程逻辑控制器进行控制。配电柜自动化控制系统中的可编程逻辑控制器主要包括CPU、存储器、I/O端口等多个系统。PLC技术在可编程逻辑控制器中的应用可以通过对两个配电柜进行远程操控，实时收集系统开关量的数据，而后将数据传输到PLC控制器中，借助单仪器模数转换进行数据的转换，这样就可以实现数据分析的功能。（2）对全球移动通信系统进行远程控制。PLC在全球移动通信系统中的应用可以在远距离以及布线情况复杂的情况对操控配电系统的开关量，从而实现远程控制的功能。在这种情况下，如果电力系统的运行发生故障，就可以借助远程控制系统进行自动报警，并采取相应的措施进行故障的排查和解决。（3）在控制故障危害中的应用。PLC技术在电力系统中的应用还可以为故障的诊断、排查和处理提供强大的技术支持。一方面，PLC技术的应用可以降低电力系统运行中的故障发生概率，保障电力系统安全稳定的运行；另一方面，PLC技术的应用可以通过编程技术对电力系统运行中产生的数据进行自动化的处理，为逻辑判断工作提供依据，在故障发生时可以自动化的采取处置措施，避免故障的进一步蔓延，减少电力系统故障造成的损失。

2.3.2 电机变频调速控制

通过将PLC控制系统与电力系统的计算机进行连接，可以对电机变频调速进行控制，才PLC控制系统的运行中可以主动接收主机发送的初始脉冲参数，从而灵活地进行调节和控制。

3 PLC技术在电气自动控制中的应用前景

3.1 提升数字化程度

随着信息技术的快速发展，推动了PLC技术的更新换代，通过将PLC技术与数字技术进行深度融合，可以在原有系统功能的基础上提升网络数字化程度，提升PLC控制系统的自动化水平。

3.2 提高抗干扰能力

为了保障PLC技术的有效应用，尽可能减少外界环境对PLC控制系统造成的干扰，在PLC技术的发展中还需要不断加强系统的抗干扰能力，尤其是在恶劣工作环境下的抗干扰能力，为PLC技术在复杂环境下的应用提供保障。

3.3 改善应用环境

当前PLC技术的应用对环境温度有着较为严格的要求，一般而言，0～5℃的作业环境可以保障PLC控制系统的稳定运行。因此，PLC技术的广泛应用要为其提供理想的工作环境，确保控制室良好的通风及散热性能，减少和发热元件之间的接触，避免工作环境中存在易燃易爆物质及具有腐蚀性的物质，从而有效避免对PLC控制系统的负面影响。