PLC技术在电气仪表自动化控制中的应用 PLC技术在电气仪表自动化控制中的应用 郑权（煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司 安徽省合肥市 230041）PLC 是以微处理器为核心，以数字形式进行指令传输，具有可编程性，能够存储编程文件、执行逻辑算法、进行多种控制，主要服务于工业活动，实现仪表信号采集和设备控制。电气仪表中引入PLC 技术，能够提升电气仪表控制的全面性，给出有效的技术方案，增强电气仪表控制的高效性，保证电气仪表使用安全性，具有一定的研究价值。1 PLC的技术优势PLC 技术可添加多种算法，...
郑权
（煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司 安徽省合肥市 230041）
PLC 是以微处理器为核心，以数字形式进行指令传输，具有可编程性，能够存储编程文件、执行逻辑算法、进行多种控制，主要服务于工业活动，实现仪表信号采集和设备控制。电气仪表中引入PLC 技术，能够提升电气仪表控制的全面性，给出有效的技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，增强电气仪表控制的高效性，保证电气仪表使用安全性，具有一定的研究价值。
PLC 技术可添加多种算法，显著增强控制程序的数据处理能力，能够使用各类工业生产环境，保证控制处理的高效性，表现出较强的环境抗干扰性能。PLC 控制结构组成较为简单，系统安装具有较高的便捷性。PLC 技术可用于电气仪表控制活动中，可以增强电气仪表的智能控制效果。
电气生产期间，生产单位会选择“人工+PLC”的联合形式，以此提升电气生产各环节数据监测的全面性，及时获取检测结果，增强电气仪表控制的高效性。以PLC 技术为出发点，电气仪表控制期间，技术人员需合理设计控制参数，保证控制程序运行的有序性，强化控制程序的运行能力。电气仪表内部，PLC 技术表现出较强的数据采集能力。现有研究成果中，使用试验形式梳理了电气仪表各项参数的内在转换方法，总结试验数据，获得各类参数的内在关系。通过合理加工处理数据，绘制成数据 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 图表，便于控制人员高效获取电气设备的运行情况。
PLC 技术融合，可显著提升电气仪表运行能力。各类电气项目中，电气仪表的智能控制需求表现出差异性。在使用PLC 进行仪表控制时，需建立完整的技术标准，以此全面增强电气工程的控制效果，促使电气工程获取较强的运行能力。技术标准创建时，需全面整合电气工程可能使用的电气仪表类型。依据仪表控制的实践情况，逐步给出操作指导，完善控制编码。在 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 的控制条件下，积极展现PLC 技术价值，间接增强电气工程的运行平稳性。
电气仪表运行产生的各类数据，经过人工修正处理后，可增强数据存储的有效性。利用网络通讯技术，将仪表运行数据传送至局域网，PLC 采集到电气仪表数据后，合理分析运行参数，便于技术人员给出运维决策。技术人员需结合控制需求，准确选用自动化元器。在实践中，电子元器件使用时，工作人员应做出实时监测规划，及时排查电子元器件的运行问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，延长电子元器件的使用时间，切实增加电气仪表的使用性能，积极控制突发事故的发生次数。利用系统设定的监控程序，可有效监控电气仪表的运行能力，高效回收电气仪表运行的各项参数。技术人员利用实测数据，进行数据整理，实现远程控制，切实增强了电气程序控制的智能性。
电气仪表在长时间工作的情况下，电源散热能力会逐渐变小，散热问题逐渐演变成系统故障问题。采取电源总线设计方法，应用PLC 控制技术，可以提升电源系统优化性，能够有效降低系统故障的发生可能性，积极防控电源散热形成的不利因素，增强电气仪表运行的平稳性。操作人员需全面学习电气仪表的各类技术内容，积极回避仪表运行可能出现的问题。实践中，控制人员规范使用电气仪表，及时开展各项故障监测活动，高效落实数据校正工作，保证数据传输的平稳性，降低数据交互失误率。数据校准方法，如式（1）所示：
Dm-Dn=m（Cm-Cn） （1）
（1）式中，D 表示电气仪表各类参数添加的偏移数，m表示电路短路的数据添加比值，C 表示仪表校正的一般数据，n 表示规范的电源电压参数，多数情况下取值为220V。数据校准时，需完成数据检测，保证数据校准结果的可用性，切实增强电气仪表运行平稳性。
3.1.1 控制思路
对各类电气设备进行智能监管工作，需全面调控电磁继电器性能，保证开关量的控制质量。开关量的调控质量，极易受到开关组成、布线特点、客观环境等多种因素的干扰。早期的电气工程进行智能控制工作，整体控制质量较低，会降低系统后续的运维效果。电磁继电器系统内部，内置了开关量的调控程序。开关量的调控过程，会受到各类因素的干扰，难以保障开关量的控制质量，增加系统后续运维的困难性。长时期的指令执行过程，会增加系统缓存量，放慢系统运行速度，降低系统运行的准确性。使用PLC 技术，能够有效优化继电器的运行能力，使其开关量处于智能控制状态，以此降低触点故障可能性，保证继电器运行能力。
3.1.2 技术方案
某电力技术高校，针对继电器控制，合理引入PLC 技术，给出了继电器控制的技术方案。系统控制期间，PLC 能够持续优化继电器控制程序，增强继电器的反应灵敏性。单独创建自控模块，全面测定设备运行情况，以此有效降低设备控制误差问题。开关量控制设计，积极减少控制失败问题，保证电气控制的高效性。以PLC 技术为主体的控制程序，使用LRD 继电器为设备实例，进行控制检测。控制参照组的继电器型号为“DCSLRD”。测定PLC 控制效果使用的LRD 继电器，电压标准值为690V，表盘参数为1r，含有“复位”、“测试”、“停止”多个功能键。设备运行的正常温度范围为-20℃至+55℃。温度补偿处理后，零下温度范围未改变，零上温度增长至70℃。
PLC 选型需求：结合继电器开关量的控制需求，综合选定PLC 的生产组织、设备型号；参照继电器控制需求的I/O监测个数，所选PLC 的I/O 个数应大于需求量，保证监测的全面性；结合控制需求、人机交互、控制逻辑等因素，综合选定PLC 的存储设备；综合考虑PLC 程序与电气仪表、服务器、通讯网络的兼容性；选择经济性较高的PLC。综合各个PLC 的选型需求，最终确定“MX-100”型号，作为继电器控制的PLC 选型方案。MX-100 控制程序的技术参数如表1 所示。
表1： MX-100 控制程序的技术参数
3.1.3 控制效果
兼容性测试。电气智能控制的关键点：保证各类系统兼容性。PLC 技术引入后，测定电气智能控制期间的兼容效果。测定结果为：3 种服务器、3 种数据库、4 种网页均运行正常。由此说明：各类服务器、数据程序，与PLC 系统均具有较强的兼容性，并未发生DCS 兼容异常问题。
控制平稳性检测。测定PLC 控制的平稳性，测定结果：PLC 控制运行25 次，系统响应平均值为0.322ms，系统调节速度平均值为0.132ms，系统稳态偏差为0.0005；参照组DCS 控制运行25 次，系统响应平均值为0.494ms，系统调节速度的平均值为0.222，系统稳态偏差为0.0014。经对比发现：PLC 相比DCS，在响应速度、系统调节速度、系统平稳性三个方面，均有一定控制优势。
控制精度测试。以继电器为控制目标，选择此设备运行期间的1000 个数据资料，假设设备控制回路存在异常，使用PLC、DCS 对比监测设备故障问题。检测结果为：1 次检测时，PLC 故障检测精准性达到0.9；DCS 需进行至少3 次检测，故障测定精准性可达到0.82。由此发现：PLC 用于继电器故障测定，表现出较高的测定精准性，测定稳态误差近乎为零。
3.2.1 全环节控制需求
电气设备智能控制过程中，系统运行的水泵电机表现出差异性的运行方式，相应产生不同的运行效果。可使用PLC进行全环节的电气仪表监管，监测设备运行的异常性，给出相应的控制决策，保证各类电气仪表运行的安全性。电气仪表是用于测定生产设备的各项电气运行参数，比如电流、电压等。使用PLC 技术进行全环节监管，能够高效回收各类生产设备的电力状态，提升用电故障的防范效果。
3.2.2 技术方案
以传动电机为主体，进行各个电气组成的温度监测，以PLC 技术为主体，研发出温度巡检程序，从全环节视角全面落实温度巡检。测温监控系统的技术参数如表2 所示。
表2： 测温巡检系统的技术参数
测温巡检系统设计时，应保障数据通讯的顺畅性，明确数据读写的具体标准。例如，巡检参数为：地址2，波特率参数为9800，校验位“空缺”，数据位参数为“10”，停止位参数为“1”。持续获取16 个实测结果，测得结果除以10，可获得实测温度参数。如果计算得出的数值为32767，则说明此监测点存在传感器断线、接线不规范、物理量最大值异常等问题。
为了提高电气仪表数据采集的效率，可采用总线桥的方式进行电气仪表数据的传输，能够提高数据交互速率，保证读数准确。通常在总线桥通讯设置中，PLC 通讯硬件位置的默认通讯地址设置为“1”，电气仪表的通信地址可根据仪表类型进行分段划分，也可顺序设置排列。通讯总线在设置时，需结合多个仪表的通信规约，确保系统通讯参数的准确性、全面性。参数设计完成时，通讯模块内置的通讯程序，会依照命令内容，逐一发出通信请求，增加系统数据交互的顺畅性。
通讯单元超时设计。以10ms 为一个时间组，超时参数为“32H”，H 表示数据类型为“16 进制”。如果命令传出后，系统在10ms×50 的时间范围内，并未给出回答，则视为系统响应超时。
通信单元参数设计。依据总线参数的设计需求，保证单个总线表层各类通信数据设计的相同性。
寄存器地址设计。访问通讯单元获取寄存器地址信息时，需进行地址-1 处理。如果数据传入寄存器的读数为“30527”，此数据为十进制，此时寄存器地址参数应为256，转化为16进制后，参数为“0100H”。
3.2.3 控制效果
测温巡检系统运行后，前期开发程序较为严谨，成本显著减少了80%。现场运行此测温巡检程序中，可在终端电阻固定的条件下，保证温度参数交互有序性。为显著加强测温巡检程序的抗干扰性能，选用RS485 通讯程序，另外添加一组120Ω 的电阻设备。经实践监测发现：测温巡检系统整体布局简明，投入成本较少、温度监测功能较为平稳，测温结果精准性较高，可顺应PT100 电阻测温的各项电气控制需求，及时排查电阻温度异常问题。
3.3.1 通讯控制需求
PLC 控制期间，如果自身存在故障问题，可借助智能故障监测程序，准确找出系统故障方位，确定故障严重性，给出智能故障排除方案，保证电气控制质量。如果电气设备存在安全风险、质量隐患，将会提升PLC 系统设计的无序性。PLC 程序会结合实际发生的故障问题，重新制定可行的逻辑分析方案，高效锁定故障方位，给出故障警报信息。在电气设备远程监测期间，需创建通信网络，加强信息传输，给出有效的通信控制，积极排除通信数据失误问题。PLC 技术能够有效连接多个系统，保证电气仪表远程监管的平稳性。
3.3.2 通讯控制技术方案
（1）技术图。某单位在控制提升机时，选择“PN/DP”类型的控制程序，进行PLC 控制设备开发，全面测定现场设备的电气工况，增加现场设备的监管效果。生产现场电气控制情况：共使用3 台变频设备，可保证3 台风机的控制效果；设有6 台温控设备，用于测定变压器温度参数；6台电流表，用于测定高压柜电流的正常性。引入PLC 技术后，可保障检测数据通信质量。系统添加了一组总线桥，保证PLC 与各项设备的数据通讯质量。各电气设备的通讯控制框架图，如图1 所示。
图1： 各电气设备的通讯控制框架图
通讯控制程序中，含有2 个通信线路：
①DP 通信，以PLC 为主要技术，PB 用作从站；
②RTU 通信，以PB 为通讯主站，各类被测设备为从站。PB 获取的电气仪表数据，能够保证DP 与RTU 处于有效映射状态，以此提升各系统监测数据的通信质量。
（2）参数设计。PLC 与PB 进行线路通信时，需参照DP 的通讯要求，使用规范连接器、DP 线缆进行系统连接。变频设备、温控设备、电流仪表与总线连接时，应参看RS485 的操作要求，选择双绞屏蔽线路，以菊花链形式组建成拓扑结构，保障系统连接质量。RTU 通信设计期间，应保证各处通讯规范的一致性。通信参数方案为：波特率大小为“9600”，数据修正为“偶校验”，数据位设计值为“8”，停止位参数为“1”。变频器参数设计的技术方案如表3 所示。
表3： 变频器参数设计的技术方案
3.3.3 PLC 控制过程
（1）PLC 组态。在PLC 编程系统中添加GSD 文件，选择组态设计界面，点击“选项（0）”，载入GSD 文件，完成GSD 文件的载入操作。PLC 组态设计时，需创建DP通信总线。结合PLC 的真实组态情况，进行PLC 设计。在“MPI/DP”位置选择左键，双击后获得DP 总线。找出PLC项目，将DP 地址参数设计为“3”。DP 通信传输速度参数设计为187.5kbit/s。总线位置的DP 地址设计时，DP 位置参数设计为“4”，同步设计总线桥硬件位置DP 拨码参数为“4”。RTU 参数设计时，波特率参数添加为“9600”，校验选择“偶校验”，停止位选择“1”，其余参数不做改变处理。
（2）PLC 监控。运行PB 数据通信程序，运行结果为：“start_M”扫描结果的I/O 地址为Q0.0。运行PLC 测定变频器的运行情况。右键点击变频器的对应地址，点击“监视/修改”功能键，即可获取变频器的所在位置、运行情况。反馈字段为“16#0003”时，此时变频器并未运行。显示字段为“16#0021”时，此时是异步电机运行。回传字段为“16#0021”，说明变频器运行无异常。“16#010C”，监测变频器的设备类型。通过“修改”功能，可调整变频器的频率参数。PLC 可用于温控设备、电流仪表的检测，检测方法与变频器一致。
PLC 运行期间，表现出控制操作的简单性、系统控制的灵活性，能够增强系统运行平稳性，保证电气仪表的检测质量。
综上所述，PLC 技术表现出较强的计算能力，不易受到各类因素的干扰，系统适应性较强。在实际检测电气仪表期间，可进行个性化控制编程，有效降低控制成本，能够获取更高的控制收益。实践中，对继电器、设备电阻、各类电气仪表信息传输进行有效通信，可顺应各类电气仪表的监测需求，最大程度地发挥PLC 技术的控制功能。
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