1.1.PLC技術在電氣自動化控制系統(tǒng)中的應用我國工業(yè)化發(fā)展水平不斷提高，PLC自動化控制技術在技術發(fā)展中也具有了集成化和智能化的特點，有效結合智能軟件設計，更加易于操作和開發(fā)修改，對于各類需求都能得到滿足，有效改善了工業(yè)系統(tǒng)自動化控制難題，實現(xiàn)了企業(yè)效益最大化以及能源的可持續(xù)發(fā)展，為我國相關行業(yè)的發(fā)展奠定了良好基礎。一、PLC技術應用與工作原理隨著通訊技術和現(xiàn)場總線技術的成熟發(fā)展，結合計算機技術和自動控制技術，可編程控制器PLC技術應運而生。PLC技術以微處理器作為核心，結合計算機技術、通訊技術、控制技術和互聯(lián)網(wǎng)技術于一體，基于自動控制原理實現(xiàn)工業(yè)設備自動化控制。PLC技術起源于二十世紀70年代，主要被應用于汽車生產(chǎn)工業(yè)當中,隨著科學技術的日漸成熟，促進了PLC技術的發(fā)展，PLC技術得到不斷完善，自身的功能效用大大提升，逐漸實現(xiàn)儀表、電氣、自動控制的一體化發(fā)展。在目前為止，以PLC技術為基礎，實現(xiàn)了現(xiàn)場總線控制和集散控制系統(tǒng)的主要控制模式未來發(fā)展中，PLC技術必將成為一個更加開放、新穎的全新分布式系統(tǒng)模式。當前對于PLC技術的主要應用，通常實在工業(yè)控制領域、電力系統(tǒng)領域和建筑工程領域。PLC技術主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)計算和輸出3大部分組成。首先根據(jù)PLC系統(tǒng)編輯好的程序進行規(guī)范化的數(shù)據(jù)采集，將電子元器件獲取到的數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲在系統(tǒng)內(nèi)部，再進行掃描和讀取，將采集到的數(shù)據(jù)轉化后自動進入主體程序的數(shù)據(jù)計算程序。在計算過程中，PLC系統(tǒng)的主要運行方式是順序控制，即由上至下地來對整體進行掃描，在掃描過程中遇到不規(guī)則圖形會由左至右進行掃描和運算，根據(jù)微處理器計算得出的數(shù)據(jù)會修改電路參數(shù)，通過模擬數(shù)字輸出的方式，達到改變電氣設備的控制參數(shù)的目的，實現(xiàn)電氣自動化控制。PLC技術在電氣自動化控制應用中的優(yōu)勢1、集成化程度高，使用范圍廣PLC系統(tǒng)基于微電子技術開發(fā)，具有高度集成和體積較小的優(yōu)點，適用于小體積控制系統(tǒng)機械，實現(xiàn)了對機械設備的自動化控制。PLC系統(tǒng)廣泛安裝各種模塊的智能化單元，根據(jù)不同的使用環(huán)境與要求，選擇性安裝相關模塊以實現(xiàn)功能需求，從而可以靈活地完成不同技術要求的自動控制任務。2、反應速度快，可靠性強PLC控制系統(tǒng)使用軟件系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)工控中的時間繼電器、中間繼電器等，解決了傳統(tǒng)繼電控制中內(nèi)部接線的繁瑣和雜亂。有效縮短了節(jié)點變換時間，使得它的運行反應速度大幅度提升。PLC系統(tǒng)具有很強的抗干擾能力，能夠滿足多種工業(yè)生產(chǎn)復雜環(huán)境要求，PLC系統(tǒng)運算均在編輯器內(nèi)部進行，受到環(huán)境影響較小能保證PLC系統(tǒng)有著非常強的抗干擾性能力，這樣就可以滿足復雜多變的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的要求。同其他相關技術比較，PLC技術更加可靠、有效，在眾多工控設備當中，PLC成為最可靠的控制系統(tǒng)之一。3、操作安裝簡便，穩(wěn)定性高。PLC產(chǎn)品屬于模塊換硬件裝置，具有自身定式系統(tǒng)標準。用戶需要結合自身需求出發(fā)，選擇合適的PLC模塊，根據(jù)定式標準進行系統(tǒng)自由化配置即可。PLC產(chǎn)品的安裝接線十分便捷，只需要按照設計要求，將輸出輸入端口與其他電器元件相連，就可組成成套控制系統(tǒng)。PLC的程序編寫語言以梯形圖為主，簡單易懂容易掌握。PLC系統(tǒng)的控制模式通常需要設計人員對編輯器進行程序編寫，系統(tǒng)將按照編好程序完成自動控制。PLC系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中采用高度集成電路設計，同時配備電源保護、穩(wěn)壓和抗干擾等設計，在軟件中設計有相關的濾波程序，封裝具有密封和防震設計，在一定程度上大大增強了穩(wěn)定性。4、維護和修改比較方便PLC系統(tǒng)采用較為先進的存儲邏輯控制技術，相對于傳統(tǒng)的電氣控制中的接線控制技術有更多的優(yōu)勢和特點，一定程度上壓縮了使用空間，減少了外在設備的接線入口，起到控制成本的作用，同時節(jié)約了自動化控制運行的時間，方便后期維護工作。PLC系統(tǒng)編寫程序具有較大的靈活性，可以根據(jù)實際操作重新編寫，過程簡便。多數(shù)工業(yè)系統(tǒng)都選擇PLC進行系統(tǒng)控制，PLC對系統(tǒng)的適應性能力較強，可以在各種環(huán)境下保持正常的工作情況，PLC的維修相對于傳統(tǒng)的控制機械而言有很大的優(yōu)勢，在發(fā)生故障時會有相應的指示燈閃爍，方便維修人員進行局部維修，減少了故障查找時間，可以保障設備很快恢復正常。三、PLC技術在電氣自動化控制系統(tǒng)中的應用1、順序控制當前電氣輔助系統(tǒng)中存在的兩種主要控制方式，一個是開關量控制，另一個就是順序控制。所謂順序控制，就是按照預設的生產(chǎn)工藝流程，將控制系統(tǒng)工作內(nèi)容分解成獨立控制動作，根據(jù)PLC內(nèi)部狀態(tài)和時間順序，完成輸入輸出信號動作，將生產(chǎn)運行動作按照正常工序獨立有序的實現(xiàn)。在實際的運用過程中，為了符合節(jié)能減排、降耗增效的生產(chǎn)要求，眾多企業(yè)都重點關注了生產(chǎn)作業(yè)的自動化技術應用水平。這樣的背景之下，傳統(tǒng)的繼電器控制被PLC可編程控制器所取代并在電氣輔助系統(tǒng)中實現(xiàn)功能要求，發(fā)揮重要作用。在運行過程中PLC技術應用對工藝流程實現(xiàn)單獨控制，同時配合通訊總線與信息模塊工作方式，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)工作的有效順序控制。以自動化沖床生產(chǎn)線為例，整個生產(chǎn)過程為上料、沖壓、取件，到再次上料沖壓。簡單的控制過程，顯示的工序動作明了。將上料機、取料設備與沖壓設備通過PLC系統(tǒng)進行自動化連接控制，在整個系統(tǒng)控制過程中PLC系統(tǒng)對生產(chǎn)過程進行簡單的順序控制，單獨對每一步動作進行順序控制，完成上料－沖壓－取料－上料的循環(huán)操作。能夠?qū)崿F(xiàn)無人化生產(chǎn)工作，降低成產(chǎn)成本，提高工作效率，保證生產(chǎn)安全。2、開關量控制傳統(tǒng)工控系統(tǒng)中，通常選擇電磁繼電器來實現(xiàn)工業(yè)自動控制功能。在系統(tǒng)運行過程中，大量的觸電動作可能會對電磁繼電器壽命造成嚴重損傷，導致觸電故障頻繁，嚴重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠性。同時在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中，對于繼電器的連接使用導致系統(tǒng)接線復雜，維護維修繁瑣。工控自動化應用PLC系統(tǒng)后，取代了傳統(tǒng)繼電器實物元件，由PLC內(nèi)部邏輯控制實現(xiàn)繼電器功能。這樣既降低了繼電器接線復雜帶來的風險和維修工作量，同時也提高了系統(tǒng)的運行可靠性。PLC系統(tǒng)通過對開關量的控制，實現(xiàn)信號輸出輸入功能，結合編寫程序，完成整個工控自動化系統(tǒng)的有效控制。在我國火力發(fā)電的主控系統(tǒng)和輔控系統(tǒng)中，PLC的開關量控制應用比較廣泛。利用PLC，火電系統(tǒng)中大量減少了輔助開關的數(shù)目，同時實現(xiàn)了信號的集中顯示控制功能。這樣大大減少了系統(tǒng)檢修維護的工作量。由于PLC系統(tǒng)具備良好的數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷功能，能夠有效自動分析系統(tǒng)的整體運行狀況，同時具備抗干擾性強，接線簡單，調(diào)試方便，檢修維護工作量少的特點，為火電系統(tǒng)自動供電功能提供了保障，有效提高了火力發(fā)電控制系統(tǒng)的可靠性。3、閉環(huán)控制電機的啟動方式多種多樣，比如自啟動、現(xiàn)場控制箱按鈕手動啟動和機旁手啟動等。PLC技術在電氣系統(tǒng)運行中能夠?qū)崿F(xiàn)泵類電機自動啟動功能。同時可依據(jù)泵機在運行過程中需要持續(xù)的時間來完成泵機的循環(huán)啟動控制。在當前電氣系統(tǒng)中，傳統(tǒng)控制與PLC控制技術相結合，能夠有效提升系統(tǒng)的自動化程度。傳統(tǒng)常規(guī)控制可作為PLC控制的補充，實現(xiàn)整個系統(tǒng)運行過程的自動化閉環(huán)控制。如果PLC系統(tǒng)發(fā)生故障，作為補償控制措施，傳統(tǒng)控制方式能夠在故障停止后實現(xiàn)系統(tǒng)的自動控制，保證泵機設備正常運行，不影響工作進度。4、集中、分散與運動控制PLC系統(tǒng)中央控制器中使用較為傳統(tǒng)的檢測系統(tǒng)，可以將多臺設備機器集中納入監(jiān)測范圍，進行實時自動監(jiān)控，中央控制系統(tǒng)可以對所有設備運行狀態(tài)進行統(tǒng)一設置，建立實時監(jiān)控體系，價格低廉，使用方便，但是一方面存在問題，控制系統(tǒng)便會集體停止工作，導致其他設備也停止工作，影響整體控制的穩(wěn)定性。PLC控制系統(tǒng)中可以進行分散控制，每一臺機器設備都使用PLC技術對相應部位進行單獨控制，不受其它設備影響，避免了整體系統(tǒng)癱瘓的問題。在電氣自動化控制過程中一般應用于流水線生