PLC在电气自动化中的应用现状及发展前景探讨

【摘要】本文从PLC的特征谈起，介绍了PLC在我国电力系统中的应用现状及，并具体阐述了其中顺序控制、开关量控制和闭环控制三个方面的典型应用，并展望了PLC的发展。

【关键词】PLC；特征；顺序控制；开关量控制；抗干扰能力

1.PLC特征

可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）既PLC，是一种数字运算操作电子系统，是为工业环境应用而专门进行设计的。它的存储器采用了可编程序，可在内部存储并执行逻辑运算、计数、算术运算、顺序控制、定时等操作指令，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC具有高可靠性、低功耗等很多优点，它结合了传统的继电接触控制技术与现代高速发展的微机技术，并充分利用微处理器的优点，并克服了传统继电接触控制系统接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，PLC经过近些年的快速的发展，在我国电力行业中已经得到了广泛的应用。

2.在我国电力系统PLC应用现状

2.1顺序控制

我国经济在快速发展，电力市场竞争也越来越激烈，正在向着降低资源与能耗、管理高效的目标努力，因此各火电厂对辅助车间自动化控制技术的要求也就越来越高。我国科技及相关人员自引入PLC后，在不断的引入与多次的开发与实验中已将大型火电站的辅助系统已由继电器控制过渡到PLC监控，如输煤系统、除灰系统、燃油泵房系统、化水系统、除渣系统、循环水泵房系统等，充分体现了PLC的高科技含量。

火力发电辅助系统的工艺流程的控制多为顺序控制和开关量控制。这里以输煤系统为例加以介绍。火力发电系统中输煤系统的优劣直接影响着生产效率。输煤系统由最初的人力控制、强电控制已发展至现在计算机控制等几个阶段。输煤控制系统三层网络结构为主站层（由PLC和人机接口构成）、远程IO站、现场传感器等。主站层大多设置在系统集控室内，利用光纤通讯总线与远程IO站相连，远程IO站设备再通过二次控制电缆与输煤传感器连接。集控室以带联锁或解除联锁的手动控制为辅，主要是以自动控制为主。工作人员在控制室内就可以通过显示屏实现对设备进行监视和控制，特殊情况时可通过紧急事故开关和检修启停按钮对系统状态进行控制，这种技术极大提高了生产效率，也改善了生产环境，减轻了工作人员的工作量。

2.2开关量控制

（1）断路器控制

火电系统的控制器的控制元件早期以电磁型继电器为主，这种系统电磁元件数量大，这就造成触点数量多，可靠性也就会降低，该系统接线较为复杂、维修也不方便。PLC则运用大量软继电器从而提高了系统的可靠性，操作也简单方便，只需进行分合闸的即可。在操作过程当中有相应的指示信号，当系统出现故障时会给出故障信号并可自动分闸；PLC控制系统对二次接线也进行了更多的简化，且接线过程不易发生错误，无需配备专门的闪光电源，在符合要求的程序前提下只进行简单的接线即可满足要求；

PLC控制系统减轻了工作人员的检修与维护的工作量，因其简化了辅助开关数目，并可实现多台断路器的控制及信号集中的显示。

（2）自动切换

备用电源自动投入装置在火电企业中的应用增强了供电的可靠性，最初为手动或自动进行供回电线路的操作，虽只需几秒钟的时间，但对于有连续供电要求的用户也是很不方便的，为了进一步提高可靠性，由PLC够成的备用电源自动投入装置也就被研发出来，它通过编程来简化运行方式，备用电源启动或关闭是依据采集到的一次设备的正常运行信号。控制系统可完成备用电源的自动操作，有高可靠性，抗干扰能力也很强，接线简单、调试操作方便及低成本等等优点。

2.3闭环控制

PLC具有十分成熟闭环控制功能，闭环控制在电力系统自动化控制中可实现对温度、压力、流量、速度等连续变化情况的的模拟量控制。当前PLC生产厂家推出的PLC模块可实现PID控制。其设计的PID控制程序存放在模块中，用户使用时非常方便，只需设置一些参数，一个模块可以控制几路或更多闭环回路。基于PLC的PID控制，是经济实用的方法。

（1）泵类电机

火电厂泵类启动方式一般有三种：自动启动，机旁屏手动启动，现场控制箱手动启动。控制方式有PLC和常规控制，常规回路一般可作为泵类控制的安全回路及PLC控制的补充，当PLC有故障时也可以保证泵类的正常使用。

（2）调速器控制

调速器经历了机械液压调速器阶段、电气液压调速器阶段及计算机调速器阶段，其中PLC控制系统一般由转速测量单元、电子调节单元和电液执行单元构成，分别控制着调速器的转速测量、调节规律的形成和驱动导水机构的职能。

3.PLC发展前景展望

3.1可靠性及抗干扰能力需进一步增强

对于为工业生产自动化控制而进行设计的PLC来讲，大多数工业环境中可直接使用。但因使用不当或环境极为恶劣，电磁场的干扰特别强烈等情况，也有可能造成程序错而出现运算错误，导致误输入与误输出，从而造成设备或生产的损失，这样PLC的正常运行就不一定能得到保证。提高PLC抗干扰能力及抗恶劣环境的能力，增加其控制的可靠性是PLC生产厂家应注意的一个问题。

3.2 PLC在未来网络化、数字化更加强大

经进进些年的快速发展，DCS技术逐渐成熟，广泛应用于发电厂的集散型控制系统，但当前DCS的发展趋势有所减缓。如何保持DCS大跨步地发展，这就需要PLC的融入，使其有一个通用化的硬件平台。随着科技的发展，PLC系统和DCS系统在互相吸收彼此的特点，并逐步地走向同化，以更好的为我国的四化建设服务。

集散控制系统DCS经过了初创期、成熟期和扩展期，新一代控制系统FCS（现场总线控制系统）又出现了，FCS由DCS与PLC发展而来，同时保留了DCS的特点，又具有DCS与PLC的特点，FCS吸收了DCS开发研究及现场实践经验与教训，跨出了革命性的一步。随着科技的发展，现场总线技术的完善和自动化技术的发展，数字化、智能化控制仪表的进一步开发和应用，FCS必将在火电厂得到广泛应用，使电厂的自动化水平提高到一个新的水平。由此看来今后的发展趋势大体上是分散型控制系统，DCS将逐渐更新换代为全数字现场总线控制系统FCS。

结语

PLC产品在新时期会有更大的发展，其品种与规格会更完善、丰富，通过先进的通信设备及完美的人机交互界面、成熟的现场总线通信能力会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，会为我国电气自动化建设做出更大贡献力量。

参考文献

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