郭春花

吉安市螺灘水利水電中心 江西 吉安 343064

引言

目前我國(guó)所創(chuàng)建的電氣工程系統(tǒng)類(lèi)別較多，為了使電氣工程的安全工作得以正常良好的發(fā)展，可通過(guò)構(gòu)建自動(dòng)化控制系統(tǒng)，融入PLC技術(shù)，不斷增強(qiáng)電氣工程呈現(xiàn)的智能化，有效地節(jié)省生產(chǎn)成本，減少勞動(dòng)工作強(qiáng)度，提升其工作效率，同時(shí)能形成智能化的信息數(shù)據(jù)信息采集目標(biāo)，進(jìn)而為電氣工程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制提供有力的保障。

1 概述PLC技術(shù)

PLC技術(shù)主要由電源模塊、儲(chǔ)存器、微處理器等多模塊所構(gòu)成，屬于一種可以編程的控制器。

該技術(shù)能借助數(shù)字化運(yùn)算系統(tǒng)執(zhí)行定時(shí)的操作命令，還具有邏輯運(yùn)算的功能，可使整個(gè)過(guò)程的生產(chǎn)實(shí)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)化控制，能有效規(guī)避電氣工程所產(chǎn)生的異常和故障問(wèn)題，當(dāng)開(kāi)展生產(chǎn)活動(dòng)期間需要做出生產(chǎn)變化時(shí)，只需要按照實(shí)際工作要求變換對(duì)應(yīng)指令，這樣就能使審查活動(dòng)得以有條不紊地運(yùn)行下去。PLC技術(shù)可劃分成FCS系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)所組成，其中的FCS系統(tǒng)屬于該電氣設(shè)備的總開(kāi)關(guān)，需要運(yùn)用到互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信技術(shù)，以此讓所生成的數(shù)據(jù)產(chǎn)生互通的效果，對(duì)電氣工程系統(tǒng)的運(yùn)行起到穩(wěn)定性的效果[1]。而DSC系統(tǒng)在操作方面較為嚴(yán)謹(jǐn)，需要利用預(yù)測(cè)電氣設(shè)備掌控該控制系統(tǒng)情況，應(yīng)注意減少其危害性，避免給此系統(tǒng)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)方面的損失。PLC技術(shù)能把做完編程操作后直接把數(shù)據(jù)信息儲(chǔ)存到存儲(chǔ)器當(dāng)中，再按照客戶所設(shè)定的邏輯指令予以計(jì)算，排列，不會(huì)受到機(jī)電接觸器的影響，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程輸入的功能，還可為該技術(shù)預(yù)留升級(jí)空間，是電氣自動(dòng)化運(yùn)行的必然趨勢(shì)。

2 將PLC技術(shù)應(yīng)用在電氣工程自動(dòng)化控制過(guò)程中所具有的優(yōu)勢(shì)

2.1 實(shí)操性強(qiáng)

在電氣工程系統(tǒng)中進(jìn)行自動(dòng)化控制過(guò)程中應(yīng)用PLC技術(shù)，不但能用語(yǔ)言互譯進(jìn)行程序化的管理，還能使用戶在使用期間正確掌握操作模式、語(yǔ)言結(jié)構(gòu)。PLC技術(shù)蘊(yùn)含著自動(dòng)化的翻譯技術(shù)，為用戶之后的順利操作提供良好保障。該技術(shù)在編程期間，能將集中簡(jiǎn)化系統(tǒng)當(dāng)中的整個(gè)結(jié)構(gòu)處理難度降至最低，大大提升其工作效率。同時(shí)這種技術(shù)全都按照國(guó)際通信統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置，能在不同電氣廠家中靈活使用PLC技術(shù)，以此增強(qiáng)其處理效果實(shí)操水平。

2.2 安全可靠

由于PLC技術(shù)中擁有規(guī)模龐大的集成電路，所以在電路加工期間需要用到嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に嚕源颂岣咂淇垢蓴_能力，相比于由繼電器所控制的系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)能為接觸不良的線路提供有效的幫助，能構(gòu)建出可靠性強(qiáng)的線路設(shè)計(jì)形式，能用少部分的輸入和輸出達(dá)到電氣工業(yè)操控的需求。比如，當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)斷電現(xiàn)象，能起到保護(hù)電路的作用，還能對(duì)斷電前期產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息予以有效的保護(hù)，有效避免使有關(guān)數(shù)據(jù)信息產(chǎn)生丟失風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 性價(jià)比較高

PLC技術(shù)具有性價(jià)比較高的優(yōu)點(diǎn)。其實(shí)際體積不大，能為占地場(chǎng)地節(jié)省空間，需要連接的輔助設(shè)備較少，同時(shí)其具有一定的抗干擾效果，能為企業(yè)出現(xiàn)停工和維修減少損失，其整體結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，后期進(jìn)行維護(hù)投入精力少，能給維護(hù)成本減少不必要的開(kāi)支。同時(shí)PLC技術(shù)具有強(qiáng)大的功能和適配性，如何不需要應(yīng)用PLC系統(tǒng)可轉(zhuǎn)移到其他設(shè)備中，其重復(fù)利用率較高，能帶給電氣行業(yè)帶去額外的應(yīng)用價(jià)值。

3 將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)的具體實(shí)施路徑

3.1 在對(duì)水電站的渦輪螺旋槳進(jìn)行調(diào)速中應(yīng)用PLC技術(shù)

現(xiàn)代化水電站的渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)需要關(guān)注到其螺旋槳的轉(zhuǎn)速參數(shù)和其功率情況，只有把控好渦輪螺旋槳的速度，限定其螺旋槳轉(zhuǎn)速參數(shù)才能達(dá)到預(yù)期的功率和燃料流量情況。中低型水頭電站主要以使用中軸流轉(zhuǎn)槳的水輪發(fā)電機(jī)為主，運(yùn)行期間需要依靠多種導(dǎo)葉水輪機(jī)達(dá)到協(xié)調(diào)性運(yùn)作效果，以此產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)收益，給其帶來(lái)理想的經(jīng)濟(jì)收益。但是需要關(guān)注其水位變化情況和電站中的水輪機(jī)的水頭差別，其在調(diào)控期間需要按照廠家所提供的參數(shù)，以此達(dá)到最佳運(yùn)行效果[2]。針對(duì)以上不同情況下的調(diào)節(jié)，可通過(guò)應(yīng)用PLC技術(shù)中的編程邏輯予以實(shí)現(xiàn)。有關(guān)水頭在聯(lián)合作用下和機(jī)組調(diào)試期間的運(yùn)作下，可采取手工組合中的葉片操控電站下游的水位變化，用科學(xué)性的曲線組合保證其機(jī)組葉片處在正常運(yùn)作狀態(tài)，接著通過(guò)對(duì)PLC單元予以調(diào)整，進(jìn)一步地優(yōu)化之前的曲線組合情況，以此最大限度地確保渦輪螺旋槳產(chǎn)生最佳的運(yùn)行效果。同時(shí)PLC技術(shù)能給對(duì)應(yīng)設(shè)備發(fā)送各種操作指令，比如，順序運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算等程序指令。產(chǎn)生對(duì)應(yīng)操作指令能有效調(diào)控渦輪螺旋槳的速度，有效地傳輸對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，使中軸流轉(zhuǎn)槳型的水輪運(yùn)行效率更高。由于不同廠家所生產(chǎn)的渦輪螺旋槳存在差異，需要對(duì)其轉(zhuǎn)速做出不斷改進(jìn)，因此，在渦輪螺旋槳運(yùn)行期間應(yīng)用PLC技術(shù)能使運(yùn)轉(zhuǎn)速度更為穩(wěn)定、可靠，持續(xù)化。

3.2 對(duì)PLC系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

電氣工程當(dāng)中自動(dòng)化運(yùn)行效果需要在電解鋁生產(chǎn)運(yùn)作下與多功能電氣裝置共同作用下得以實(shí)現(xiàn)，其經(jīng)常處在高磁場(chǎng)、高溫度、高磁場(chǎng)的環(huán)境下運(yùn)行，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由電磁閥、變壓器、變頻器、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及PLC技術(shù)來(lái)作為運(yùn)行時(shí)的支撐，為了使其達(dá)到長(zhǎng)期的安全運(yùn)作效果，應(yīng)明確不同功能的工作條件及組成之間的邏輯關(guān)系[3]。①優(yōu)化信號(hào)、合理組合信號(hào)。能對(duì)不同小車(chē)選擇合理的組合和行走動(dòng)作，使所選擇的各部位機(jī)構(gòu)的操控動(dòng)作、各個(gè)組合得以有效地優(yōu)化。②能對(duì)整個(gè)全車(chē)重要電源予以自動(dòng)化的操控和啟動(dòng)，能立即處理緊急事故。③使大車(chē)和小車(chē)實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行目標(biāo)。當(dāng)大車(chē)與小車(chē)駕駛時(shí)需要進(jìn)行增減，為避免使其速度達(dá)到急劇狀態(tài)產(chǎn)生沖擊危害，可應(yīng)用PLC技術(shù)對(duì)齒輪之間的變速予以自動(dòng)化的控制，以此使手推車(chē)與離工廠的終端距離控制在6m范圍內(nèi)，達(dá)到自動(dòng)化卸載減速兩米自動(dòng)冷卻下來(lái)。能使不同轉(zhuǎn)盤(pán)能自動(dòng)化的減速到規(guī)定位置上，到達(dá)車(chē)站之后又能產(chǎn)生自動(dòng)化的發(fā)冷效果。④使空壓機(jī)達(dá)到安全運(yùn)行效果。將PLC技術(shù)應(yīng)用到PLC系統(tǒng)中，能自動(dòng)控制載荷情況，油冷卻系統(tǒng)以及壓縮空氣冷卻系統(tǒng)，當(dāng)這些系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)熱問(wèn)題，能進(jìn)行自動(dòng)化的超壓保護(hù)功能，立即輸出錯(cuò)誤反饋。當(dāng)壓縮機(jī)、消塵系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生超負(fù)荷時(shí)能及時(shí)反饋錯(cuò)誤指令并予以保護(hù)。⑤使液壓站實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行目標(biāo)。當(dāng)PLC技術(shù)能對(duì)其主機(jī)、加熱器以及冷卻泵予以自動(dòng)化控制超載問(wèn)題，還可對(duì)其系統(tǒng)的壓力予以有效地控制，對(duì)其工具的機(jī)制回轉(zhuǎn)進(jìn)行自動(dòng)化的控制，可直接反饋故障部位，并進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)。 ⑥使吊鉤得以安全運(yùn)行。PFC系統(tǒng)能使吊椅依靠雙速發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化的正/反轉(zhuǎn)齒輪的運(yùn)作，還能直接自動(dòng)控制吊椅剎車(chē)，有效調(diào)控其升降容量以及進(jìn)行無(wú)重力的保護(hù)，其主要通過(guò)邏輯啟動(dòng)操控升降后的超級(jí)高發(fā)動(dòng)機(jī)，還能在終點(diǎn)站產(chǎn)生自動(dòng)化的回轉(zhuǎn)，減速回放智能化功能，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的超負(fù)荷情況直接進(jìn)行保護(hù)，并做出錯(cuò)誤反饋指令。⑦工具車(chē)不同機(jī)構(gòu)的運(yùn)行安全。PFC系統(tǒng)可自動(dòng)控制陽(yáng)極機(jī)構(gòu)，進(jìn)行限制升降壓力，針對(duì)打殼機(jī)構(gòu)能進(jìn)行自動(dòng)化的控制并進(jìn)行升降保護(hù)；針對(duì)其下料機(jī)構(gòu)可采取自動(dòng)化的升降措施，對(duì)電機(jī)過(guò)載情況予以保護(hù)，并及時(shí)反饋故障問(wèn)題；優(yōu)化設(shè)計(jì)PLC系統(tǒng)過(guò)程中，能對(duì)清理鏟進(jìn)行自動(dòng)化的升降控制，還可對(duì)過(guò)載后的電機(jī)予以保護(hù)和進(jìn)行故障反饋工作，不同機(jī)構(gòu)最大限度只能允許一個(gè)機(jī)構(gòu)移除上限位。⑧能使輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)的條件邏輯運(yùn)算最終結(jié)果相對(duì)應(yīng)。能使控制信號(hào)被轉(zhuǎn)變成二進(jìn)制表，能使傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)變成二進(jìn)制表，邏輯運(yùn)算期間產(chǎn)生的過(guò)程和結(jié)果能全部保存到整數(shù)位表中，邏輯運(yùn)算最終結(jié)果可轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的輸出點(diǎn)。

3.3 使電網(wǎng)調(diào)度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化效果

電力系統(tǒng)要想構(gòu)建成自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，必須使其電網(wǎng)調(diào)度達(dá)到自動(dòng)化效果。對(duì)應(yīng)的發(fā)電廠、電網(wǎng)中心以及附屬的變電站等各個(gè)設(shè)備都應(yīng)進(jìn)行全部連接，這樣才能使電網(wǎng)調(diào)度達(dá)到自動(dòng)化要求，同時(shí)還能全面保障電力系統(tǒng)整個(gè)安全程度不會(huì)被外部所影響。并且不會(huì)再依靠人工去監(jiān)控電網(wǎng)中的電壓情況，電流情況以及電力負(fù)荷情況[4]。在監(jiān)視不同負(fù)荷回路中的實(shí)時(shí)功率期間，需要對(duì)每條進(jìn)線用PLC程序預(yù)測(cè)需量，并和所設(shè)定最大需量予以對(duì)比，當(dāng)超過(guò)最大需量時(shí)，可通過(guò)自動(dòng)化切除和閉鎖相關(guān)負(fù)荷的回路，就能使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。在電網(wǎng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，能實(shí)時(shí)檢測(cè)和采集有關(guān)數(shù)據(jù)信息，比如，某個(gè)時(shí)間段的功率數(shù)據(jù)，各個(gè)負(fù)荷的實(shí)時(shí)功率數(shù)據(jù)等等，并將實(shí)時(shí)計(jì)算的結(jié)果與最大需電量比較裕度，當(dāng)所預(yù)測(cè)的需電量超出最大需量數(shù)據(jù)值時(shí)，PLC系統(tǒng)還可將報(bào)警指令直接傳輸?shù)侥茉粗行模浞謴S級(jí)后臺(tái)能直接轉(zhuǎn)變成報(bào)警聲音，予以提示調(diào)度人員調(diào)整超負(fù)荷電量部位，從而有效解決電網(wǎng)某部位的超負(fù)荷問(wèn)題。電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中采取全過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和管控措施，能有效避免給不同電力設(shè)備帶去經(jīng)濟(jì)損失，具有抵抗風(fēng)險(xiǎn)的功效，同時(shí)電網(wǎng)在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化功能之后，能合理選用最合適的系統(tǒng)運(yùn)作方式，能給電力有效減少耗電量。符合我國(guó)目前所推行的節(jié)約能源理念和有關(guān)政策，能給廣大電力用戶提供良好的使用體驗(yàn)效果。

3.4 將PLC技術(shù)應(yīng)用在閉環(huán)控制過(guò)程中

電氣工程企業(yè)為了使工作效率有所提高，需要使所使用的電機(jī)達(dá)到可靠性啟動(dòng)和運(yùn)行要求，將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣工程中，能對(duì)輸入機(jī)器，電力輸出機(jī)器，電流調(diào)節(jié)機(jī)器進(jìn)行智能化控制，能精準(zhǔn)地輸入不同設(shè)備的操作指令，促使電機(jī)啟動(dòng)時(shí)達(dá)到智能化要求，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)化地啟動(dòng)電機(jī)設(shè)備和進(jìn)行自動(dòng)化的控制閉環(huán)[5]。同時(shí)在應(yīng)用PLC技術(shù)期間還可精準(zhǔn)地儲(chǔ)存數(shù)據(jù)信息，有關(guān)技術(shù)人員能按照特定順序測(cè)算動(dòng)力泵的實(shí)際運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，并做出自動(dòng)化的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并將這種計(jì)算結(jié)果選用最強(qiáng)功能的動(dòng)力泵，為了讓所開(kāi)啟的電子屏幕達(dá)到有效控制，技術(shù)人員需要采取特定的輸入指令啟動(dòng)智能化設(shè)備，讓電機(jī)在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到正常運(yùn)作效果。同時(shí)還可通過(guò)改變其難度系數(shù)，提升自動(dòng)化操控質(zhì)量。

3.5 設(shè)計(jì)CAD軟件中應(yīng)用PLC技術(shù)

CAD軟件屬于完整健全的電氣設(shè)計(jì)工具，復(fù)雜程度較高。其中運(yùn)用CAD軟件中包含支撐軟件和應(yīng)用軟件，以往在用CAD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)期間需要使用不同類(lèi)型的模具當(dāng)作設(shè)計(jì)材料，容易給自動(dòng)化控制系統(tǒng)帶來(lái)一定的缺陷，比如，難以有效預(yù)測(cè)故障問(wèn)題，延長(zhǎng)了接收數(shù)據(jù)的時(shí)間，使自動(dòng)化控制精準(zhǔn)度降低。將PLC技術(shù)應(yīng)用到CAD軟件的電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，能按照全新的概念和多種空間設(shè)計(jì)方式構(gòu)建多維度模型。讓操控程序與該系統(tǒng)彼此之間更為契合，能滿足現(xiàn)行電氣工程自動(dòng)化控制運(yùn)行需求。將PLC技術(shù)應(yīng)用到CAD電氣設(shè)計(jì)方案過(guò)程中，可通過(guò)運(yùn)用順序邏輯中的梯形圖自動(dòng)化地生成CAD系統(tǒng)，能使電氣信號(hào)不變的情況下進(jìn)行工步狀態(tài)的處理，還可用時(shí)間繼電器編制C語(yǔ)言，還能按照工況和數(shù)據(jù)信息選擇鏈表結(jié)構(gòu)，能有效解決CAD軟件方案中的問(wèn)題，總的來(lái)說(shuō)，將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣工程自動(dòng)控制系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，能產(chǎn)生高效便捷的效果。在CAD設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用PLC技術(shù)，能自動(dòng)化操控坐標(biāo)點(diǎn)畫(huà)線情況，還可通過(guò)運(yùn)用divide指令和measure指令去編輯符號(hào)。從而使CAD軟件的方案設(shè)計(jì)更為便捷。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，通過(guò)將PLC技術(shù)應(yīng)用到渦輪螺旋槳調(diào)速、優(yōu)化PLC系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)度、開(kāi)關(guān)量控制、CAD軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，能有效提升電氣工程運(yùn)作時(shí)的速度和工作質(zhì)量，能使操作過(guò)程更為便捷，能充分發(fā)揮控制系統(tǒng)，通信系統(tǒng)以及配電系統(tǒng)中的最大作用，從而為智能化電氣工程行業(yè)發(fā)展奠定扎實(shí)根基。