PLC在電氣自動(dòng)化控制中的應用分析論文
摘 要： 就現今的形勢，全面介紹了電氣自動(dòng)化的現狀，論述了當前國內電氣自動(dòng)化控制系統的設計思想、系統組成以及未來(lái)的電氣自動(dòng)化控制系統的發(fā)展方向。當前國外大企業(yè)不斷進(jìn)入，在這一專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域必將出現很大的空缺，那么就必然出現人才短缺的現象。電氣自動(dòng)化涉及各行各業(yè)無(wú)處不在，而從事電氣自動(dòng)化的人員幾乎都是個(gè)多面手，可從事造作系統、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)、信息處理、測試技術(shù)、研究和發(fā)展、經(jīng)濟管理、電子和計算機技術(shù)應用等工作。隨著(zhù)大型外企不斷進(jìn)入，這種復合型才畢竟成緊缺狀態(tài)。
關(guān)鍵詞：PLC電氣自動(dòng)化； 應用現狀； 發(fā)展前景
引言
PLC是為了在工業(yè)環(huán)境下使用而設計的一種可編程邏輯控制器系統。其存儲器采用了可編程序以實(shí)現在其內部存儲進(jìn)行運算、控制、記錄等操作指令，并可以將存儲內容通過(guò)數字或模擬量等形式進(jìn)行輸入或輸出來(lái)控制工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。PLC是微機技術(shù)與傳統的繼電接觸控制技術(shù)相結合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統中的機械觸點(diǎn)的接線(xiàn)復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)。
1、電氣自動(dòng)化概念。
電氣自動(dòng)化是研究與電氣工程相關(guān)的系統運行、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)、信息處理、實(shí)驗分析、研制開(kāi)發(fā)以及電子與計算機等領(lǐng)域的一門(mén)科學(xué)。在我國解放后便開(kāi)始對電氣自動(dòng)化進(jìn)行深入研究，并且開(kāi)始設立本科專(zhuān)業(yè)。進(jìn)入新世紀隨著(zhù)電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，使其發(fā)展日趨多元化。尤其是結合了目前嵌入式、網(wǎng)絡(luò )、通信等技術(shù)后，電氣自動(dòng)化已出現在我們身邊的各個(gè)領(lǐng)域。
2、PLC在電力系統中的應用現狀
2.1、順序控制
火力發(fā)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(kāi)關(guān)量控制兩種。隨著(zhù)改革的深入以及國家對節能減排要求的逐步提高，該行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中降低資源損耗和提高效益已成為各企業(yè)的管理最終目標。 因此對類(lèi)似企業(yè)輔助車(chē)間的自動(dòng)控制水平也提出了更高的要求，近年來(lái)大型火電企業(yè)的輔助系統均已由PLC控制系統代替了原來(lái)的繼電控制器，并且隨著(zhù)科技的進(jìn)步采用PLC控制系統不僅可以單獨控制某個(gè)工藝流程，并且可以通過(guò)信息模塊與通信總線(xiàn)連接來(lái)協(xié)調全廠(chǎng)生產(chǎn)工作。輸煤系統。 輸煤系統的優(yōu)劣決定著(zhù)生產(chǎn)效率的高低以及環(huán)境的優(yōu)劣，輸煤系統至今已經(jīng)經(jīng)歷了人力控制、 強電控制和現在采用的計算機控制等幾個(gè)階段，一般火力發(fā)電企業(yè)的輸煤系統包括上煤、儲煤、卸煤、 配煤以及其輔助系統等構成。 輸煤控制系統由主站層、 遠程IO站、 現場(chǎng)傳感器等三層的網(wǎng)絡(luò )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(guò)光纖通訊總線(xiàn)與遠程IO站相連接，遠程IO站設備與輸煤傳感器通過(guò)二次控制電纜相連接。其集控室內主要以自動(dòng)控制為主、 以帶聯(lián)鎖或解除聯(lián)鎖的手動(dòng)控制為輔，運行人員在控制室內可以通過(guò)顯示屏來(lái)實(shí)現對系統設備進(jìn)行監視和控制并可以通過(guò)緊急事故開(kāi)關(guān)和檢修啟停按鈕來(lái)控制系統狀態(tài)，該種技術(shù)的使用可以在很大程度上提高生產(chǎn)效率，并減少了運行人員工作量和改善了工作環(huán)境。
2.2開(kāi)關(guān)量控制
斷路器控制。原來(lái)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(diǎn)大大降低了系統的可靠性，同時(shí)該種系統還具有接線(xiàn)復雜、維修困難等缺點(diǎn)，而近年來(lái)PLC的運用則用大量軟繼電器代替大量的實(shí)物元件，因此大大提高了其可靠性，運行人員只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的分合閘操作，在操作過(guò)程中系統能夠根據實(shí)際能否運行而給出相應的指示信號，并且在系統發(fā)生故障時(shí)可以自動(dòng)分閘，同時(shí)給出信號指示；PLC控制系統可以大大簡(jiǎn)化二次接線(xiàn)，且線(xiàn)路都存在各自的公共端因此接線(xiàn)過(guò)程中還不容易發(fā)生錯誤，且其無(wú)需配備專(zhuān)門(mén)的閃光電源，在具備符合要求的程序前提下只進(jìn)行簡(jiǎn)單的接線(xiàn)即可滿(mǎn)足要求；并且PLC控制系統可簡(jiǎn)化其輔助開(kāi)關(guān)數目，并可實(shí)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。自動(dòng)切換。 為了加強供電的可靠性，備用電源自動(dòng)投入裝置多年前就應用在火電企業(yè)當中，最初為手動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)行供回電線(xiàn)路的操作，雖然該操作過(guò)程往往之需要幾秒鐘的時(shí)間，但對于有連續供電要求的用戶(hù)來(lái)說(shuō)也是不允許的，因此，為了提高供電的可靠性，由PLC夠成的備用電源自動(dòng)投入裝置應運而生，其可以通過(guò)編程來(lái)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(dòng)或關(guān)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(shí)系統本身具有很強的抗干擾能力，并具有可靠性高、 接線(xiàn)簡(jiǎn)單、 調試操作方便以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。
2.3閉環(huán)控制
泵類(lèi)電機�；痣姵蓛缺妙�(lèi)啟動(dòng)方式一般有自動(dòng)啟動(dòng)、機旁屏手動(dòng)啟動(dòng)以及現場(chǎng)控制箱手動(dòng)啟動(dòng)幾種。 自動(dòng)狀態(tài)下泵的開(kāi)機時(shí)由PLC內順控模塊根據各個(gè)泵的累積運行時(shí)間長(cháng)短來(lái)選擇主備用泵；而機旁屏開(kāi)啟方式則是需調節現場(chǎng)開(kāi)關(guān)的方式來(lái)啟閉泵，其主備用泵則是根據人類(lèi)對運行時(shí)間的比較來(lái)決定每臺泵的啟閉，而若要在現場(chǎng)對其進(jìn)行操作則需將開(kāi)關(guān)調至 “調速器手動(dòng)” 檔位才能實(shí)現。 現在火電廠(chǎng)泵類(lèi)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(lèi)控制的安全回路，即實(shí)現了即使PLC故障也可保證泵類(lèi)的正常使用。調速器控制。 調速器至今經(jīng)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(gè)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(gè)單元分別控制著(zhù)調速器的轉速測量、 調節規律的形成和驅動(dòng)導水機構的職能。
3、PLC預測發(fā)展前景
3.1進(jìn)一步網(wǎng)絡(luò )化、數字化。目前用于火電系統控制系統的DCS雖技術(shù)日益成熟但近年來(lái)其發(fā)展日趨緩慢，PLC的產(chǎn)生及發(fā)展使其與DCS相互吸收彼此特點(diǎn)，逐步同化，并逐步發(fā)展成為新的控制系統——FCS系統，其既保留了原來(lái)系統的特性又實(shí)現了工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，并使數字化、智能化控制得到進(jìn)一步的發(fā)展和應用，因此其近年來(lái)在火電廠(chǎng)的應用日益廣泛。
3.2增強抗干擾性。如生產(chǎn)環(huán)境過(guò)于惡劣，或是電磁干擾異常強烈則也可造成PLC控制系統的運算或是控制錯誤，導致在某些生產(chǎn)環(huán)節出現錯誤而不能保證正常的生產(chǎn)運行，因此，提高PLC的可靠性是其未來(lái)發(fā)展的主要方向，其一方面要提高抗干擾能力同時(shí)在設計、安裝以及使用過(guò)程中引起重視，盡量減少對其造成負面影響。
3.3PLC產(chǎn)品還可以用于離散、制程和混合式自動(dòng)化產(chǎn)品領(lǐng)域，并在各個(gè)制造行業(yè)保持穩固增長(cháng)�；趯Ω咦詣�(dòng)化程度和更高能效的需要，制造業(yè)會(huì )越來(lái)越多地應用PLC。在制造過(guò)程中，以最低生產(chǎn)設備生命周期成本來(lái)實(shí)現適應性和靈活性的日益增加的需求，給PLC的創(chuàng )新與發(fā)展提供了不竭的動(dòng)力。一些新興行業(yè)的運用以及新能源產(chǎn)生、儲存和基礎設施建設的需要，無(wú)疑給PLC帶來(lái)了巨大的機遇。
4、結束語(yǔ)
為了能夠更廣泛的適應未來(lái)各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中控制場(chǎng)所的需要，PLC控制系統作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò )和國際通用網(wǎng)絡(luò )的重要部分其產(chǎn)品將會(huì )更加豐富，規格也會(huì )更加齊全，并將在人類(lèi)電氣自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮更加廣泛的作用。
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