欧阳敏
(湖南五凌电力工程有限公司,湖南 长沙 410000)
伴随着科学技术的发展,自动化控制技术应用日渐广泛,能够为电气设备稳定运行提供支持。但从电气工程应用实践来看,设备自动化控制容易出现各类问题,需要引入PLC技术提高工程自动化控制水平,保证设备高效、安全工作。因此应加强PLC技术在电气自动化控制中的应用研究,合理进行有关技术的开发应用,从而推动电气自动化行业的可持续发展。
PLC实际为可编程控制器,是在工业领域适用的数字运算操作电子系统,能够进行数据全面计算,并实现结果自动分析和数据自动存储。相较于及电气控制柜等其他控制方式,PLC技术性能强大,可以抵抗各种干扰,为系统运行控制及后期维护提供便利。因为PLC拥有丰富软件功能,可以减少硬件接线量,降低线路故障发生几率。与此同时,PLC拥有较强的通用性,采用的编程语言简单,无需掌握过多专业知识。运用PLC技术,配备了数据输入、输出和存储装置,能够结合项目工作需求增减作业环节,在短时间内完成项目开发和现场调试。在后期升级改造时,可以在不更改硬件的情况下修改在线控制方案,现场调整控制程序,减轻人员工作压力的同时,提高设备生产效率[1]。PLC目前已经取得了标准化发展,产品体积较小,可以提供统一设备接口,增强系统兼容性和集成性,并使系统保持一定拓展性,体现出与时俱进的技术优势。
在电气工程自动化控制方面,系统采用了大量电磁集成元件,在运行期间容易发生触电故障。在系统中,多数电气设备接线复杂,运行期间受开关及相应零部件干扰,造成设备运行安全性较差。应用PLC实现开环控制,在一定程度上代替继电接触器发挥控制功能,减少设备中的辅助开关数量,获得断路器的集中效果,达到实现设备统一控制的目标。在实践应用阶段,需要利用接口端子将电气设备和计算机连接起来。凭借控制器的定时、计数等功能,PLC可以完成逻辑运算,实现各种开关的启闭控制。实际在工业领域,使用的PLC需要进行复杂运算,并实现数据传送,能够直接记录生产过程数据,满足系统自动化控制要求。而应用PLC实现系统故障诊断和自修复功能,可以对各部分运行状态进行监测,根据记录的故障数据展开分析,实现故障预警和自动化处理,全面降低系统故障率,保证设备运行的可靠性。
在电气工程自动化控制中,需要采集温度、速度等各种变量的数据信息,运用PLC实施控制可以将模拟量转换为数字量,通过实现数字控制提高系统控制水准。在模拟量和数字量切换方面,PLC可以实现多种控制运算,如PID等,通过前馈补偿控制缩短软件与控制系统间的数据处理时间,提高系统存储器容量,凭借单回路实现设备自动化控制[2]。采用高速计数器,可以顺利进行编码单元转换,并实现数据远距离接收,无需操作即可实现转换和控制程序。实际在电气工程中,数字控制可以划分为控制和被控制两部分。根据程序要求采集数据信息,可以生成控制程序,通过编程实现各类数据有效计算和处理。联合其他程序实现数据高效筛选和处理,能够实现被控制程序,并保证系统数据的安全性和保密性。因此应用PLC能够实现自动化系统的有针对性管理,提高系统运行效率。
顺序控制为电气自动化控制的重要组成部分,包含功能和主程序两种模块。应用PLC实现顺序控制,可以实现各类程序远程控制,达到有效管理电气设备的目标。在将技术融入顺序控制时,可以形成相应控制系统,包含现场传感、远程控制和主次站模块,通过系统全面分析掌握系统运行特点和功能,合理进行系统程序编写,达到降低程序处理次数的目标,从而提高系统程序运行效率[3]。应用PLC技术合理编排系统程序,可以使总线与信息模块相互配合,实现设备运行协调控制。如在设备顺序控制上,应用PLC使主站层、接口和现场传感器网络相互配合,能够降低设备发生故障的几率,通过计算机分析反映设备运行存在的问题,通过全面优化提高系统整体匹配程度,继而加强系统设备的安全维护力度。因此在电气工程顺序控制中,PLC技术可以发挥重要功能,为相关设备运行效果提供保障。
在电气工程向着自动化方向发展的情况下,现场设备日渐增加,对工程自动化控制水平提出了较高要求。应用PLC技术实现现场设备控制功能,可以通过机电一体化管理采集生产数据和监控现场作业流程,达到提高数据信息采集效率的目标。通过将PLC安装到现场控制柜上,连接输出负载和输入元件,能够实现运行程序整体调试,对现场各条线路进行检查,确认存在问题后及时修改。此外,将PLC与计算机软件结合,可以实现数据统计分析,对生产过程中的信号进行自动检测,加强自动化系统监控管理。通过对系统控制过程进行诊断,可以发现失误和漏洞,通过改进现场自动化操控增强系统稳定性[4]。
在电力系统自动化控制实践中,可以应用PLC实现断路器控制,利用继电器操纵断路器,可以依靠PLC代替继电器组件,提升变频回路控制性能。根据特定情况,控制断路器做出正确指示和动作,能够使系统在发生问题后自动跳闸和报警,降低动作错误率,提升系统检修和维护成效。高压断路器控制回路接线复杂,使用PLC改进系统控制,可以直接从断路器操动机构箱中引出接线,接入PLC输入端,作为机构行程开关的常闭接点。在继电器输出点电流达到2A的情况下,操纵机构控制元件进行110V操作时的电流最大可以达到2A。为保证PLC工作安全,可以利用接触器作为分合闸输出执行元件,利用常开触头控制机构线圈。由于PLC接线十分规律,输入和输出接线都设置公共端,能够使元件从另一端接入时不会出现错误。依靠PLC元件取代复杂二次接线和逻辑电路,可以取消原本闪光电源,直接通过设定程序参数调整硬件参数,最终编制得到符合动作要求的控制程序。因此结合断路器控制需求,通过选择适配PLC能够简化接线,实现多台断路器控制和信号显示,减少线路维护和检修工作量。
在电气自动化控制系统中,包含电动机、电源等各种控制与调节设备,需要配备调频控制器实现设备频率调节,保证电机稳速运转,达到加强系统功率控制的目标。应用PLC实现变频控制,在电源调制时转换得到不同交流电形式,结合控制原理可以将控制器划分为电压调频和电流调频两类。如采用PWM变频器,可以实现电流调频,将电力网络中的交流电转换为直流电,通过调频方式完成转化后的直流电处理[5]。使用PLC实现电路信号整理后,可以将直流电重新转换为交流电,保证系统安全稳定运行。配备的PLC控制器可以使用电流或电压传感器,通过设计信号采集电路,依靠芯片实现信号输入端的电压幅值调节,可以完成对应信号调理。依靠总线回路将经过处理的信号返回控制芯片和PLC储存器,能够完成信号分析和处理。采取仿真模拟方式对设备运行情况进行分析,可以及时发现系统调频问题,通过自动切换变频回路加强设备运行调节,提高系统响应速度和电机运行效率,保证系统安全、稳定运转。
在电力系统运行期间,随着负载的变短变化,信号传输网络中会产生高阶谐波,频率将达到基波频率的整数倍,给设备运行带来较大危害。采用PLC实现谐波控制,能够消除谐波,避免电磁元件产生涡流效应,造成设备内部产生过大功率和热量损耗,因此可以保证机械设备运转的均衡性,避免设备损坏。在应用PLC技术过程中,可以将控制单元与主电路连接,通过编程实现电流跟踪和逻辑运算,发出相应控制指令抑制谐波产生。在系统自动化控制过程中,运用PLC能够实现谐波产生的等效电压和等效电流计算,利用连接的谐波抑制模块实现谐波抑制功能。针对连续变化的信号频率,可以通过算法实现输出控制,对整个回路运行数据进行采集、分析和处理,与存储器中数据比较发出控制指令。结合系统自动化控制方案,引入智能模块、现代通信技术能够推动系统智能化和自动化发展,使PLC技术发挥更大优势,增强各种技术使用效果,保证设备高效运行的同时,满足电力资源配置需求。
发挥PLC强大技术优势,可以实现电气工程设备的开环控制、顺序控制、数字控制等各种控制功能,保证工程自动化控制运行更加流畅,继而提高工程整体运行效率和质量。在实践应用过程中,需要结合控制功能开发需求合理应用PLC技术,通过掌握PLC技术原理和应用方法实现自动化控制目标,达到提高系统运行可靠性的效果。