關(guān)于PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應用的論文
摘 要：當代社會(huì ),電氣自動(dòng)化控制中最不可或缺的一項技術(shù)就是PLC技術(shù),它的應用十分廣泛。傳統的電氣自動(dòng)化控制系統有著(zhù)很大的缺陷,而且消耗大量的人力物力,最大的缺陷是不能保證質(zhì)量。所以,現在我們把PLC應用到了電氣自動(dòng)化控制中。PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應用,是在微軟處理器的基礎上,再加上當今的計算機技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。。本文主要探究在電氣自動(dòng)化控制中PLC的應用。
1 PLC的原理及特點(diǎn)
PLC組成結構如下，其原理可以大致的分為三個(gè)階段：首先是輸入采樣階段。在這一階段，PLC通過(guò)掃描的方式依次的讀取輸入數據及狀態(tài)，并將其存儲與I/O映像區的相應單元。輸入完畢就可以進(jìn)入后續的用戶(hù)程序執行階段，這一階段PLC通過(guò)由上而下的順序對用戶(hù)的程序進(jìn)行掃描，對于每一條梯形圖，掃描的順序總是遵循著(zhù)先左后右以及先上后下的順序進(jìn)行邏輯運算，并根據運算的結果刷新邏輯線(xiàn)圈在系統中的對應狀態(tài)。最后是輸出刷新階段，在這一階段，CPU會(huì )按照I/O映像區中的數據及狀態(tài)刷新所有的輸出鎖存電路并輸出到電路驅動(dòng)的相關(guān)外圓設備。
PLC具有以下明顯的特點(diǎn)：可靠性強。PLC具有極強的抗干擾能力，相比傳統繼電器技術(shù)更加適合于復雜的工業(yè)環(huán)境;反應快。由于PLC中將傳統的機械觸電繼電器替換為內部自定義的輔助繼電器，同時(shí)也取消了連接導線(xiàn)，而使用內部邏輯關(guān)系代替，為此就可以忽略其節點(diǎn)變位時(shí)間，不必考慮傳統繼電器的返回系數;操作簡(jiǎn)單。此項控制技術(shù)通過(guò)使用簡(jiǎn)單的指令形式、直觀(guān)的簡(jiǎn)單程序實(shí)現現場(chǎng)的操作，避免了由于操作人員參差不齊的電氣技術(shù)帶來(lái)的問(wèn)題。
2 PLC在電力系統中的主要應用
2.1開(kāi)關(guān)量控制
(1)斷路器控制與PLC的應用。傳統的電力系統中主要的使用電磁繼電器作為主要的控制器，但是由于這種器件中大量的使用電磁原件，而其自身存在的大量觸點(diǎn)就直接的降低了所構成系統的可靠性，同時(shí)也由于接線(xiàn)的復雜性以及后續維修的困難性，致使近年來(lái)開(kāi)始大量的使用PLC。
(2)自動(dòng)切換。供電質(zhì)量的重要指標是供電的可靠性，很早之前的供電企業(yè)為了加強供電的可靠性就設置了備用電源。只是最初進(jìn)行的供回電線(xiàn)路的操作是由手動(dòng)實(shí)現的，但這間隔的幾秒鐘時(shí)間就可以使得供電要求較高的用戶(hù)蒙受很大的損失。為此，基于提升供電可靠到性的要求，PLC構成的備用電源自動(dòng)投入裝置開(kāi)始應用于實(shí)際。這一裝置通過(guò)編程來(lái)使用各種運行方式，并將采集到的一次設備的正常運行信號作為后備電源關(guān)閉或者啟動(dòng)的根據。由于這一系統具備邏輯判斷以及數據處理功能，為此不僅可以實(shí)現備用電源的自動(dòng)投切，同時(shí)可以在綜合考慮系統運行狀況以及其它操作。
2.2順序控制
在火力發(fā)電系統內部，作為輔助系統的工藝流程一般可以分為開(kāi)關(guān)量的控制與順序控制兩大類(lèi)。隨著(zhù)近年來(lái)我國資源的緊張以及環(huán)境問(wèn)題的惡化，傳統的繼電控制系統逐漸地被PLC控制系統所控制，以達到提升企業(yè)輔助車(chē)間的自動(dòng)化水平。尤其是最新的PLC系統不僅可以實(shí)現單獨工藝的流程控制，而且還可以通過(guò)通信總線(xiàn)與信息模塊的連接實(shí)現全廠(chǎng)工作的控制。
2.3在礦井提升機中的應用
上面概述了PLC的主要功能后，這里主要針對于PLC在礦井提升機中的具體應用進(jìn)行論述。
礦井提升機作為一種大型的絞車(chē)，是煤礦開(kāi)采行業(yè)的重要設備。PLC在礦井提升機的應用極大的提升了提升機的工作效率，而提升機的主要調速控制是通過(guò)變頻PLC進(jìn)行的。其具體的應用如下：當操作人員聽(tīng)到開(kāi)車(chē)信號時(shí)按下開(kāi)車(chē)按鈕，此時(shí)PLC控制將AC380V電流接入變頻器。當提升機開(kāi)始運行時(shí)，首先要對電機施加直流制動(dòng)，然后再松開(kāi)機械抱閘，以達到防止溜車(chē)的目的。提升機在運行過(guò)程中的速度變化曲線(xiàn)可以通過(guò)對PLC變成進(jìn)行產(chǎn)生，然后將經(jīng)過(guò)A/D轉換的信號由模擬量輸出口輸出以實(shí)現對于變頻器的控制。實(shí)際的使用也可以根據實(shí)際工況選擇人工控制提升機速度。
同時(shí)在旋轉編碼器的輔助下，極大的方便了檢測提升機的速度以及位置。首先編碼器將檢測到的電機轉速信號傳遞給PLC，然后PLC就可以根據得到的這一信號累計計算提升機的速度及行走距離，此時(shí)監視器上就會(huì )相應的顯示出提升機的速度以及位置。井口還設置了液壓站，其作用類(lèi)似于電磁抱閘，可用于重車(chē)靜止時(shí)的制動(dòng)。重車(chē)制動(dòng)是在PLC以及變頻器的控制下實(shí)現的，先通過(guò)液壓站給卷筒施加機械制動(dòng)力，然后取消直流制動(dòng)力。
變/工頻切換和聲光報警電路。這種輔助電路的設計方案是將報警裝置設置在變頻器端：當PLC的Q3.1，Q3.2的輸出開(kāi)關(guān)量為“1”時(shí)，相應的Q3.3的輸出開(kāi)關(guān)量為“0”，此時(shí)接觸器KM2就會(huì )發(fā)生動(dòng)作，將電動(dòng)機接到變頻器的輸出端。當KM2發(fā)生動(dòng)作后，相應的KM1也發(fā)生動(dòng)作，即將工頻電源與變頻器的輸出端連接以啟動(dòng)電機。與此同時(shí)，與接觸器KM3線(xiàn)圈控制電路連接的接觸器KM2的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，以達到接觸器KM3不接通的狀態(tài)，以保證整個(gè)系統處于工頻運行狀態(tài)。
當變頻器在運行的過(guò)程中發(fā)生故障而跳閘，此時(shí)的變頻器的“NC-COM”觸點(diǎn)就會(huì )斷開(kāi)，導致KM1以及KM2線(xiàn)圈均失電，其主觸點(diǎn)就會(huì )切斷變頻器與電機、電源之間的連接。與此同時(shí)“NO-COM”觸點(diǎn)也會(huì )相應的閉合，從而導致警報揚聲器HA以及報警等HL進(jìn)行聲光報警。PLC內部的時(shí)間繼電器也會(huì )得電，并在一定的延時(shí)后閉合，從而使得Q3.3的輸出為“1”并保持，使得電機的運行狀態(tài)進(jìn)入工頻運行狀態(tài)。
此外PLC在中央空調、公交系統、數控系統以及在泵類(lèi)電機中都有著(zhù)廣泛的應用。
3 PLC發(fā)展趨勢
不斷加強PLC的抗干擾能力。盡管PLC控制系統具有很好的抗干擾能力，但是對于一些電磁干擾過(guò)于強烈或者是生產(chǎn)環(huán)境極為惡劣的情況也會(huì )致使PLC控制系統的控制失誤或者運算失誤，從而導致正常的生產(chǎn)運行受到干擾。為此，在今后的一段時(shí)間內，不斷研發(fā)具備更高抗干擾能力的PLC系統，不斷的提升其在設計、安裝以及使用中的性能。
網(wǎng)絡(luò )化以及數字化。目前在火電系統中，DCS技術(shù)逐漸的普及并逐步成熟，只是近幾年的發(fā)展較為緩慢，而PLC作為發(fā)展迅速的技術(shù)，使得二者在發(fā)展的過(guò)程中相互吸收、利用，并逐漸發(fā)展成為新的控制系統—FCS系統。這一系統即有原來(lái)系統的優(yōu)勢，同時(shí)也具備了工業(yè)自動(dòng)化的、智能化、數字化的特點(diǎn)，因此在近年來(lái)的火電廠(chǎng)發(fā)展中得到廣泛的應用。
結語(yǔ)
鑒于未來(lái)多種行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程具有不同的控制需要，為此PLC控制系統需要不斷開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品，使得產(chǎn)品的規格更為齊全、性能更加優(yōu)異，不斷促進(jìn)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò )、國際通用網(wǎng)絡(luò )以及人類(lèi)電氣化的發(fā)展。我們相信在未來(lái)的幾年，PLC會(huì )有更大的發(fā)展，不僅產(chǎn)品種類(lèi)更加豐富、規格更加齊全，并且全新的人機界面也會(huì )使得這一技術(shù)更好的適應工業(yè)控制場(chǎng)合的需要。
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