电气自动化PLC调试系统的应用与控制

牛 甲

(杨凌职业技术学院，陕西 咸阳 712100)

0 引言

PLC技术已经被广泛应用在工业的各个生产环节，这种控制技术和其他控制技术相比，在控制精度和控制可靠性方面存在着很多优势，能够满足不同场合的控制要求。电力行业对于控制技术和控制器的要求很高，尤其在稳定性、可靠性以及抗干扰性方面要能够达到相应的设计指标。而PLC控制技术在实时性、稳定性、安全性方面完成能够满足电力行业的各种设计指标。本文从PLC技术出发，探究了PLC技术的优势、存在的问题以及未来发展的趋势，从而更好地促进PLC技术在电力行业中的应用。

1 电气自动化中的 PLC 系统的概述

随着电力系统规模越来越大，电力系统中电力设备以及传感器的数量急剧增加，需要使用功能更加强大、性能更加稳定的控制器开展电力设备管理和电力调度。PLC系统具有可编程能力，通过相应的控制算法能够完成既定的控制任务和数据分析，如图1所示。电气自动化PLC技术在发展的同时，智能控制算法也在不断地发展和应用，将先进的控制算法在PLC控制器中实现，提高了PLC技术控制的精度和效率，满足了不同应用场合的需求，而且能够更好地加强对于电力资源的配置和利用。而且PLC设备十分适合于规模较大的电力系统，能够对于电力系统中各个环节进行有效的监控和分析，保障电力系统始终运行在一个稳定的状态。另外随着工业通信技术以及可视化技术的发展，使得PLC技术逐渐朝着智能化、信息化以及智能化的方向。

图1 电气PLC控制柜

2 PLC可编程控制器的作用和优势

2.1 可编程逻辑控制器的优势

(1)抗干扰能力强，能够适合各种复杂的工业生产环境，这也是PLC控制器被广泛应用各种工业生产环节的重要原因。在PLC控制器内部电路中，为了保证电路抗干扰能力在其中设计了各种隔离和滤波电路，这些电路能够有效屏蔽、抑制和过滤那些干扰信号影响，从而保障电路内部的稳定运行。同时在电路模块中还有很多自我检测和保护电路模块，能够对于控制器内部运行状态进行有效监控，从而保障控制器稳定运行。(2)PLC装置的编程和调试方便，一般的PLC程序使用的梯形图编程方式，可视化程度高，对于编程者的能力要求不高，只需要他们能够对于上层模块进行设计即可，不需要关注与底层实现。(3)PLC控制器的网络通信模块强大，不同环节的控制器能够形成物联网网络，通过远程通信将生产环节的各种电力参数上传到主控制器，在控制室能够监控各个生产环节的状态。

2.2 自动化PLC调试系统的优势

自动化PLC调试系统能够对于整个环节的运行状态进行监管和分析，分析可能存在的潜在问题，及时制定相应的解决方案，更好地保障系统运行的可靠性和安全性。PLC系统在应用过程中离不开传感器技术、通信技术以及可视化技术，传感器技术在信号的来源，通过传感器网络技术能够有效地搜集系统中各种所需要的信号，例如温度、压力、电流以及电压等信号等。通过一定的信号处理，例如滤波、数模转换等，将信息进行有效地融合和处理，然后通过通信技术将数据上传到PLC控制中心进行相应的处理，而且最终的数据能够进行可视化显示，在终端通过图形界面能够有效的分析整个系统运行的状态情况，及时掌握整个系统的运行情况。

3 PLC技术应用电力系统的优势

3.1 保障电力调度的可靠性

电气自动化PLC技术的应用和发展对于电力系统的发展起到了积极的促进作用。电力电气自动化PLC技术主要加强的是对于电力资源的调度和管理，提高电力资源的利用效益。它主要通过对于用户需求分析，结合着自身电力资源的情况，通过相关算法分析，制定最优的调度方案，从而能够减少电力资源在传输过程中的电能损失，从而更好地提高电力资源的利用效率。电气自动化PLC技术的应用能够满足不同用户对于电力资源的需求，在保障供电服务质量的基础上，减少电能在传输过程中的损失，有效地提高了供电的经济性和绿色性。另外，电气自动化PLC技术在智能诊断以及智能分析方面还具有很强的优势，通过相关算法能够对于电力系统中电力参数的搜集和分析，能够分析出电力系统工作状态以及可能存在的问题，通过局部回路的诊断能够将故障确定在一个具体的范围，及时做好电力系统的排查工作，减少电力事故的出现，从而更好地保障电力系统的稳定运行[1]。

3.2 极大提高制造电力企业的效益

随着电气自动化PLC技术发展，电力设备的智能水平越来越高，能够保障电力系统始终工作在一个稳定的工作状态。电气自动化PLC技术的应用还能够最大程度提高企业的经济效益。通过使用智能算法来对于用户用电规模进行分析，根据用电规模、传输距离以及线路选择等因素进行优化，从而制定最佳的调度方案，不仅能够有效提高供电的安全性和可靠性，还能够有效提高企业的经济效益，减少不必要的能源消耗。

4 编程控制器系统的故障分析

4.1 输入、输出单元的故障

输入单元由于长时间的磨损和外界环境的作用，从而使得编程控制器出现故障，常见的故障如下：(1)输入LED指示灯不亮，造成这样的原因主要是由于供电线路出现问题，具体原因可能是接触点接触不良、供电电压不足或者没有提供供电电压、驱动电路或者接触端接触不可靠等问题。(2)主控制器无法控制输入端的逻辑变化，控制信号失灵，造成这种情况的主要原因是输入端内部电路中继电器模块出现问题。(3)输入端继电器模块的控制出现失灵，执行指令和控制指令不匹配，甚至输入端出现勿动等现象，造成这样的原因主要可能是电路接触不良、输入电路内部出现问题或者编程逻辑出现问题(常见的指令问题如使用了特殊输入点符号等)。(4)输入端执行指令无误，但是LED灯不亮，问题是LED指示电路故障。 输出故障跟输入故障存在着很大的相似性，很多问题故障种类有很多类似，但是输出端往往需要接入功率较大的负载，如果供电电压或者供电电流不能满足输出设备的额定要求，就会造成很多问题，这些问题会影响着电路的正常工作。比如输出端模块输出故障，指令输出后执行器不工作，造成这样的原因可能是以下几个方面导致的，执行器的供电不满足要求或者没有进行供电，这种情况导致电压没法正常驱动负载工作。

4.2 常闭触点连接存在故障问题

PLC设备运行过程中，它的常闭触点也经常出现故障。这个常闭触点在一般运行过程中是处于闭合状态，这个常闭触点一般是和一个停止按钮相连接,这样停止按钮能够一直和电源相连接。在故障期间，在收到一个正常的停止命令后，设备没有正常停止。这种类型的故障，只能通过切断主电路电源来停止设备。在实际设备生产中，如果主回路电源开关与设备之间距离较远，电机将无法正常停机，在实际生产过程中容易发生一些重大安全事故。

5 PLC技术未来发展的趋势

5.1 PLC技术自动化和信息化

随着人工智能技术以及智能制造技术的发展，未来PLC技术逐渐朝着信息化、智能化以及集成化的方向发展。通过将工业物联网技术和PLC技术有机结合起来，使得电力调度和电力管理的效率得到显著提升。通过建立完善的工业信息网络，能够将电力管理系统分为不同的系统层级，在不同层级赋予不同的功能和任务，像通信网络一样，未来很多应用可以通过移动终端或者云端来完成，电力调度和管理和电力系统能够完成相应的分离，更好地为用户提供个性化的供电服务。但是不可否认，信息技术的发展离不开基础设施和基础设备的完善，还需要加强电力基础设施建设，提高系统级和算法级的创新，更好地促进PLC技术的应用和发展。

5.2 绿色化方向发展

电气自动化PLC系统在运行过程中会消耗大量的能源，会产生大量的能量消耗，还会对于生态系统造成不同的破坏。我国不断进行产业结构调整，逐渐淘汰高能耗和高污染的一些制造企业。为了更好地促进工业产业的健康发展，需要不断进行产业结构调整，通过应用更加先进的工艺和先进的材料技术来提高加工的效率，减少不必要的能源消耗。绿色化方向是PLC系统应用和发展的一个重要方向，需要引入各种先进的技术，主要包括了低压低功耗技术、节能技术。一方面要减少PLC系统自身内部的消耗，当通过低压低功耗的一些技术，当系统处于非工作状态，可以让PLC系统处于休眠状态。另一方面可以通过算法设计，将任务进行分层次调度，在不同的阶段执行不同的任务，减少任务之间的竞争。而且未来随着EDA技术和加工技术的发展，使得PLC系统设计的周期显著减少，通过智能仿真技术进行机械产品的仿真和设计，大大提高了产品的设计质量，减少了能源消耗，更有利于产品的绿色发展。

6 结语

综上所示，PLC技术在过去获得了很大的发展和应用，在未来也逐渐朝着智能化和信息化的方向发展。在应用过程中还需要了解PLC装置的一些常见故障，及时做好维护管理，更好的保障电力系统安全稳定的运行。