PLC在電氣自動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化的現狀，論述了當前國內電氣自動化控制系統的設計思想、系統組成以及未來的電氣自動化控制系統的發展方向。當前國外大企業不斷進入，在這一專業領域必將出現很大的空缺，那么就必然出現人才短缺的現象。電氣自動化涉及各行各業無處不在，而從事電氣自動化的人員幾乎都是個多面手，可從事造作系統、自動控制、電力電子技術、信息處理、測試技術、研究和發展、經濟管理、電子和計算機技術應用等工作。隨著大型外企不斷進入，這種復合型才畢竟成緊缺狀態。
關鍵詞：PLC電氣自動化； 應用現狀； 發展前景
引言
PLC是為了在工業環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現在其內部存儲進行運算、控制、記錄等操作指令，并可以將存儲內容通過數字或模擬量等形式進行輸入或輸出來控制工業生產過程。PLC是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物，它克服了繼電接觸控制系統中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優點。
1、電氣自動化概念。
電氣自動化是研究與電氣工程相關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、實驗分析、研制開發以及電子與計算機等領域的一門科學。在我國解放后便開始對電氣自動化進行深入研究，并且開始設立本科專業。進入新世紀隨著電力電子技術、微電子技術的迅猛發展，使其發展日趨多元化。尤其是結合了目前嵌入式、網絡、通信等技術后，電氣自動化已出現在我們身邊的各個領域。
2、PLC在電力系統中的應用現狀
2.1、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。輸煤系統。 輸煤系統的優劣決定著生產效率的高低以及環境的優劣，輸煤系統至今已經經歷了人力控制、 強電控制和現在采用的計算機控制等幾個階段，一般火力發電企業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。
2.2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，在具備符合要求的程序前提下只進行簡單的接線即可滿足要求；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。自動切換。 為了加強供電的可靠性，備用電源自動投入裝置多年前就應用在火電企業當中，最初為手動或自動進行供回電線路的操作，雖然該操作過程往往之需要幾秒鐘的時間，但對于有連續供電要求的用戶來說也是不允許的，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。
2.3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。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。
3、PLC預測發展前景
3.1進一步網絡化、數字化。目前用于火電系統控制系統的DCS雖技術日益成熟但近年來其發展日趨緩慢，PLC的產生及發展使其與DCS相互吸收彼此特點，逐步同化，并逐步發展成為新的控制系統——FCS系統，其既保留了原來系統的特性又實現了工業自動化技術的發展，并使數字化、智能化控制得到進一步的發展和應用，因此其近年來在火電廠的應用日益廣泛。
3.2增強抗干擾性。如生產環境過于惡劣，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，導致在某些生產環節出現錯誤而不能保證正常的生產運行，因此，提高PLC的可靠性是其未來發展的主要方向，其一方面要提高抗干擾能力同時在設計、安裝以及使用過程中引起重視，盡量減少對其造成負面影響。
3.3PLC產品還可以用于離散、制程和混合式自動化產品領域，并在各個制造行業保持穩固增長。基于對更高自動化程度和更高能效的需要，制造業會越來越多地應用PLC。在制造過程中，以最低生產設備生命周期成本來實現適應性和靈活性的日益增加的需求，給PLC的創新與發展提供了不竭的動力。一些新興行業的運用以及新能源產生、儲存和基礎設施建設的需要，無疑給PLC帶來了巨大的機遇。
4、結束語
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控制系統作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要部分其產品將會更加豐富，規格也會更加齊全，并將在人類電氣自動化發展過程中發揮更加廣泛的作用。
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