PLC技術(shù)在電氣儀表自動(dòng)化控制中應(yīng)用
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摘要：隨現(xiàn)階段各領(lǐng)域生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)建設(shè)規(guī)模日漸擴(kuò)大，電氣儀表種類增多，傳統(tǒng)控制方式已然無(wú)法滿足電氣儀表日常管控需求，需將先進(jìn)plc技術(shù)手段應(yīng)用在電氣儀表自動(dòng)化控制工作中，分析存在于電氣儀表運(yùn)行期間的異常問(wèn)題，判斷儀表故障問(wèn)題發(fā)生原因。本文就針對(duì)此，以PLC技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與應(yīng)用重要意義，為切入點(diǎn)，提出PLC技術(shù)在電氣儀表自動(dòng)化控制中的應(yīng)用流程、功能與具體應(yīng)用方向，以供參考。
關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；電氣儀表自動(dòng)化控制；應(yīng)用
在將PLC技術(shù)應(yīng)用在電氣儀表自動(dòng)化控制時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)輸入采樣、程序執(zhí)行、系統(tǒng)輸出三大流程。在輸入采樣過(guò)程中，PLC系統(tǒng)使用數(shù)據(jù)掃描方式，全方位采集電氣設(shè)備運(yùn)行期間的各類數(shù)據(jù)信息。通過(guò)將PLC技術(shù)應(yīng)用在電氣儀表自動(dòng)化控制工作中，能夠幫助管理部門(mén)及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在于電氣儀表自動(dòng)化運(yùn)行過(guò)程中的故障問(wèn)題，彌補(bǔ)傳統(tǒng)電氣儀表自動(dòng)化管控漏洞問(wèn)題，切實(shí)增強(qiáng)電氣儀表運(yùn)營(yíng)期間的安全效益與經(jīng)濟(jì)效益。
1概述PLC技術(shù)
PLC技術(shù)是一種在繼電器順序控制基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，以微處理器為核心的自動(dòng)控制裝置?，F(xiàn)階段PLC技術(shù)內(nèi)部包括遠(yuǎn)程編輯裝置、存儲(chǔ)裝置與連接口。
1.1PLC技術(shù)應(yīng)用意義
PLC電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)是一種應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境下的自動(dòng)控制裝置。相較于其他控制工作而言，PLC控制系統(tǒng)的操作更加簡(jiǎn)便、功能完善，能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行自動(dòng)計(jì)數(shù)以及自動(dòng)化管控，切實(shí)提升了設(shè)備實(shí)際運(yùn)行水平，使設(shè)備運(yùn)行期間的質(zhì)量問(wèn)題與安全事故能夠被控制在最低范圍之內(nèi)。PLC也可作為一種可編程自動(dòng)化控制器，運(yùn)行期間的靈活性更高。由于PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，因此將其應(yīng)用在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制過(guò)程中，可以從根本上提升電氣設(shè)備實(shí)際運(yùn)行水平。
1.2PLC技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)階段，PLC電氣控制系統(tǒng)多數(shù)應(yīng)用在各類電氣設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)控制設(shè)備實(shí)際運(yùn)行期間的各類技術(shù)參數(shù)，使PLC電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)能夠得到精確控制，延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行壽命[1]。配合模擬量模塊，接收傳感器信號(hào)，檢測(cè)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行期間的溫度、壓力值，從根本上提升了設(shè)備實(shí)際運(yùn)維與管控水平。為切實(shí)發(fā)揮出PLC技術(shù)在電氣儀表自動(dòng)化控制中的應(yīng)用有效性，需做好PLC系統(tǒng)調(diào)試工作，確保該技術(shù)能夠滿足關(guān)鍵工作開(kāi)展要求，對(duì)電氣儀表自動(dòng)化控制運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估。對(duì)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的故障問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)記錄，要求備份修改后的軟件。積極引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念及技術(shù)，從根本上提升PLC系統(tǒng)的抗干擾能力，如使用更加先進(jìn)的電源設(shè)施，降低周邊不穩(wěn)定因素對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量及效率造成的不利影響，使PLC控制系統(tǒng)接地方式能夠更加適用于各類電氣儀表自動(dòng)化控制中。同時(shí)，在PLC技術(shù)未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，還需要進(jìn)一步增強(qiáng)PLC系統(tǒng)運(yùn)行期間的穩(wěn)定性，避免系統(tǒng)運(yùn)行受到周圍環(huán)境影響較大，出現(xiàn)計(jì)算結(jié)果誤差問(wèn)題[2]。為切實(shí)滿足電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行水平，PLC系統(tǒng)操作流程需要被進(jìn)一步簡(jiǎn)化，切實(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)實(shí)際維護(hù)過(guò)程中的便捷性。加強(qiáng)PLC技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合程度，為電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)提供更為全面的服務(wù)，確保電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠始終保持良好的應(yīng)用水平。
2PLC技術(shù)在電氣儀表自動(dòng)化控制中的應(yīng)用流程
在將PLC技術(shù)應(yīng)用在電氣儀表自動(dòng)化控制過(guò)程中，需要涉及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、云計(jì)算及大數(shù)據(jù)技術(shù)等，實(shí)際應(yīng)用流程較為繁雜，需要結(jié)合電氣儀表自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行特征，對(duì)PLC技術(shù)應(yīng)用流程進(jìn)行切實(shí)優(yōu)化。（1）PLC技術(shù)的應(yīng)用需要做好現(xiàn)場(chǎng)信息采集與輸入工作。借助PLC技術(shù)開(kāi)發(fā)出電氣儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員需嚴(yán)遵軟件程序要求，在PLC系統(tǒng)上預(yù)先編寫(xiě)完整操作指令，并對(duì)控制現(xiàn)場(chǎng)的信息進(jìn)行全面掃描，要求收集到的信息更為完整。（2）輸入特定功能指令。通過(guò)應(yīng)用PLC技術(shù)下電氣儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)功能，依照預(yù)先程序?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)信息展開(kāi)掃描，掌握生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)概況以及生產(chǎn)電氣儀表設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。配合使用數(shù)據(jù)計(jì)算工作，找尋出存在于儀表設(shè)備運(yùn)行期間的異常狀態(tài)，并根據(jù)這些狀態(tài)制定出專項(xiàng)可行的管控對(duì)策。（3）輸出控制系統(tǒng)信號(hào)。將PLC技術(shù)下電氣儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)接收傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，而后將數(shù)據(jù)分析結(jié)果傳輸至主機(jī)設(shè)備內(nèi)。由主機(jī)設(shè)備針對(duì)數(shù)據(jù)分析結(jié)果向控制部位發(fā)送對(duì)應(yīng)信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電氣儀表設(shè)備自動(dòng)化管控目標(biāo)。
3PLC技術(shù)在電氣儀表自動(dòng)化控制中的應(yīng)用功能
3.1在電氣儀表自動(dòng)化中的順序控制
順序控制是電氣儀表自動(dòng)化控制工作的重要要求，需要借助PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)電氣儀表自動(dòng)化系統(tǒng)中的運(yùn)行控制功能，切實(shí)保障電氣儀表設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量與效率。具體而言，將PLC技術(shù)取代傳統(tǒng)電氣儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)的控制輔助裝置，可以使電氣儀表運(yùn)行及工藝流程能夠得到精準(zhǔn)控制，借助信息模塊、通訊總線協(xié)調(diào)應(yīng)用等方式，切實(shí)提升PLC工程自動(dòng)化控制運(yùn)行期間的可控性。在PLC技術(shù)日漸完善的當(dāng)前背景下，該控制系統(tǒng)取代了PLC工程自動(dòng)化控制運(yùn)行期間的人力控制方式，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)電控制目標(biāo)，切實(shí)提升了PLC工程自動(dòng)化控制的智能化水平。通過(guò)在電氣儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)內(nèi)配合使用PLC技術(shù)，借助遠(yuǎn)程控制站、傳感器等采集PLC工程自動(dòng)化控制現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息。相關(guān)操作人員可借助終端顯示屏接口了解PLC工程自動(dòng)化控制運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)整。由于PLC技術(shù)控制工作具有一定的安全性、靈活性與穩(wěn)定性，能夠基于電氣儀表設(shè)備使用者事先預(yù)定的程序?qū)嵤┎煌刂乒ぷ鳎苊鈧鹘y(tǒng)控制環(huán)節(jié)出現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率低、能源浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題。
3.2在電氣儀表自動(dòng)化中的閉環(huán)控制
電氣儀表自動(dòng)化閉環(huán)控制系統(tǒng)可進(jìn)一步擴(kuò)大實(shí)際控制范圍，對(duì)控制模塊功能進(jìn)行進(jìn)一步補(bǔ)充與優(yōu)化。閉環(huán)控制系統(tǒng)主要采用自動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)控制箱手動(dòng)控制、機(jī)旁手動(dòng)啟動(dòng)功能。使用PLC制動(dòng)啟動(dòng)系統(tǒng)，可在啟動(dòng)電氣儀表設(shè)備過(guò)程中，依照設(shè)備使用時(shí)間選擇合理的啟動(dòng)方式。
3.3在電氣儀表自動(dòng)化中的開(kāi)關(guān)量控制
在原電氣儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，內(nèi)部主要包括電磁性繼電器，在實(shí)際運(yùn)行期間極易出現(xiàn)觸點(diǎn)故障問(wèn)題，嚴(yán)重影響到系統(tǒng)整體運(yùn)行效果，導(dǎo)致系統(tǒng)整體運(yùn)行可靠性下降。而通過(guò)將PLC技術(shù)應(yīng)用在PLC工程自動(dòng)化控制的開(kāi)關(guān)，在控制過(guò)程中，可以有效控制繼電器實(shí)物元件，切實(shí)提升系統(tǒng)運(yùn)行期間的各項(xiàng)功能，使PLC工程自動(dòng)化控制內(nèi)部斷路器能夠?qū)崿F(xiàn)集中控制，增強(qiáng)了實(shí)際運(yùn)行期間的可控性。不僅如此，以PLC技術(shù)為主的PLC工程自動(dòng)化控制還具有數(shù)據(jù)處理與邏輯推斷功能，在切實(shí)提高系統(tǒng)運(yùn)行期間抗干擾能力的同時(shí)，也能夠擴(kuò)大系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用范圍，確保該系統(tǒng)能夠在保障電氣設(shè)備正常運(yùn)行中發(fā)揮出重要作用。在傳統(tǒng)繼電器應(yīng)用過(guò)程中，短路通斷控制反應(yīng)較為緩慢，無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速傳輸信息質(zhì)量的目標(biāo)，存在于電氣設(shè)備中的故障問(wèn)題難以得到及時(shí)解決。通過(guò)利用PLC技術(shù)，可以快速判斷電氣工程開(kāi)關(guān)量控制環(huán)節(jié)中的故障問(wèn)題及故障產(chǎn)生原因，結(jié)合原因制定出專項(xiàng)可行的解決對(duì)策。PLC設(shè)備不會(huì)因觸電事故而發(fā)生不靈敏的故障問(wèn)題，進(jìn)一步強(qiáng)化了控制系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性及可靠性，增強(qiáng)開(kāi)關(guān)量控制工作開(kāi)展期間的邏輯推斷以及信息處理水平，實(shí)際應(yīng)用范圍更廣。
4PLC技術(shù)在電氣儀表自動(dòng)化控制中的應(yīng)用方向
4.1電氣儀表參數(shù)設(shè)置
通過(guò)實(shí)際調(diào)查電氣生產(chǎn)作業(yè)流程發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前大部分企業(yè)依舊會(huì)將人工檢測(cè)與PLC技術(shù)結(jié)合在一起，通過(guò)對(duì)電氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面收集與分析，從根本上提升數(shù)據(jù)整體實(shí)時(shí)性與可利用性。借助PLC技術(shù)對(duì)電氣儀表自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，技術(shù)人員需依照生產(chǎn)特征與生產(chǎn)要求在系統(tǒng)內(nèi)輸入相應(yīng)參數(shù)，就可以保障儀表設(shè)備正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)儀表設(shè)備自動(dòng)化管控目標(biāo)。具體來(lái)說(shuō)，在產(chǎn)品正式生產(chǎn)前，需要對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)量。在傳統(tǒng)控制工作開(kāi)展期間，需借助信號(hào)燈判斷電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的隱患故障問(wèn)題。而借助PLC技術(shù)可以通過(guò)設(shè)置電氣儀表參數(shù)實(shí)現(xiàn)儀表自動(dòng)化控制目標(biāo)。輸入?yún)?shù)可分為溫度、壓力等，應(yīng)當(dāng)遵照標(biāo)度換算公式將檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮橹庇^的物理量。設(shè)定參數(shù)需上傳至控制站，并根據(jù)電氣儀表收集到的參數(shù)值繪制設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)指示圖。PLC系統(tǒng)主要在電氣儀表自動(dòng)化控制過(guò)程中肩負(fù)起數(shù)據(jù)采集職責(zé)。電氣儀表參數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程較為復(fù)雜，需要分別收集代表環(huán)境實(shí)際檢測(cè)物理量以及儀表環(huán)境檢測(cè)點(diǎn)實(shí)際值，控制參數(shù)需要由工作人員提前設(shè)定，通過(guò)固定計(jì)算公式轉(zhuǎn)換明確實(shí)際檢測(cè)物理量及儀表環(huán)境檢測(cè)點(diǎn)實(shí)際量之間的關(guān)系，得出電氣儀表趨勢(shì)圖，實(shí)際判斷電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。通常情況下，電氣系統(tǒng)內(nèi)的電氣儀表主要為電機(jī)電壓表、電機(jī)電流表、控制電壓表、控制電流表等。
4.2電氣儀表故障預(yù)測(cè)
將PLC技術(shù)應(yīng)用在電氣儀表運(yùn)行期間，需要使電氣儀表設(shè)備始終保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。在長(zhǎng)期運(yùn)行情況下，電氣儀表中的電源散熱功能會(huì)被逐漸削弱，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障問(wèn)題。為充分發(fā)揮出PLC技術(shù)在電氣儀表運(yùn)行中的積極作用，還需要通過(guò)優(yōu)化電氣儀表電源總線設(shè)計(jì)方案，降低電氣儀表運(yùn)行期間故障問(wèn)題發(fā)生幾率。PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠增強(qiáng)電氣儀表性能，但為使PLC技術(shù)充分發(fā)揮出應(yīng)有功能，技術(shù)人員也需全面掌握電氣儀表運(yùn)行特征及要求，確保電氣儀表能夠始終處于穩(wěn)定可靠的運(yùn)行狀態(tài)。著重關(guān)注電氣儀表故障檢測(cè)工作，做好電氣儀表運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)較準(zhǔn)，明確電氣儀表數(shù)據(jù)輸入偏移值、電路短路輸入比、標(biāo)準(zhǔn)電源電壓值。數(shù)據(jù)校準(zhǔn)過(guò)程中，還需要做好數(shù)據(jù)安全性能測(cè)試工作，保障儀表安全可靠運(yùn)行。
4.3電氣儀表自動(dòng)化管控
電氣儀表數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算人員矯正后會(huì)被存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中，系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)傳輸給工作站，而后借助服務(wù)端將數(shù)據(jù)再次傳輸給計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，確保技術(shù)人員能夠針對(duì)這些數(shù)據(jù)做好電氣設(shè)備的檢查與維護(hù)工作。PLC技術(shù)下的電氣儀表自動(dòng)化控制工作還需要配合使用非電子元件，采用合理措施提升元件本身的運(yùn)行穩(wěn)定性，選擇適宜的電氣自動(dòng)化系統(tǒng)。同時(shí)，在電子元件應(yīng)用過(guò)程中，技術(shù)人員還需要做好實(shí)施監(jiān)測(cè)工作，確保設(shè)備運(yùn)行期間的各類問(wèn)題能夠被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，切實(shí)保障電子元件應(yīng)用期間的耐久性與持久力，降低突發(fā)事件問(wèn)題發(fā)生幾率。技術(shù)人員可利用回收到的數(shù)據(jù)對(duì)后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行專項(xiàng)管控，切實(shí)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話目標(biāo)，從根本上提升電氣設(shè)備自動(dòng)化、智能化管控水平。對(duì)電氣儀表內(nèi)元器的運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送，借助動(dòng)態(tài)圖形及影響報(bào)警等裝置實(shí)現(xiàn)電氣儀表自動(dòng)化設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控目標(biāo)，更好收集電氣設(shè)備運(yùn)行期間的運(yùn)行狀態(tài)、工藝流程、設(shè)備參數(shù)等信號(hào)，將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以圖表形式展現(xiàn)，繪制出相應(yīng)的圖形模型，判斷系統(tǒng)近期狀態(tài)。借助中央控制系統(tǒng)控制電氣儀表設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)，配合使用連續(xù)數(shù)據(jù)掃描方式，對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與模擬量闕值變化設(shè)置，判斷設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中是否出現(xiàn)超限問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員也可借助設(shè)計(jì)通訊系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到相應(yīng)存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)，充分發(fā)揮出現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)功能優(yōu)勢(shì)，切實(shí)增強(qiáng)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性及暢通性。
4.4PLC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定
PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠最大限度提升電氣儀表設(shè)備運(yùn)行效率及安全效益。針對(duì)不同電氣工程，電氣儀表對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用要求不同。因此為使PLC技術(shù)能夠發(fā)揮出應(yīng)有作用，還需要做好PLC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定工作。匯總分析各類電氣儀表，明確每種儀表的正確操作方式及正確操作編碼，確保PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠處于標(biāo)準(zhǔn)約束范圍之內(nèi)。
5結(jié)語(yǔ)
總之，通過(guò)將PLC技術(shù)應(yīng)用在電氣儀表自動(dòng)化控制內(nèi)，可以從根本上提升系統(tǒng)運(yùn)行期間的質(zhì)量及效率，保障系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。為使PLC控制技術(shù)發(fā)揮出應(yīng)有積極作用，相關(guān)部門(mén)應(yīng)結(jié)合電氣儀表自動(dòng)化控制運(yùn)行需求，研發(fā)出功能完善的PLC控制器，進(jìn)一步降低電氣設(shè)備運(yùn)行故障問(wèn)題發(fā)生幾率，為各領(lǐng)域生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)建設(shè)供給充足的PLC資源。
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作者:黃華武 單位:青海鹽湖元品化工有限責(zé)任公司