PLC在电气设备自动控制系统中的设计与应用

PLC在电气设备自动控制系统中的设计与应用

赵恒宝

山东中天科技工程有限公司 山东淄博 255000

摘要：随着PLC设备的出现，引起了社会广泛关注，基于计算机系统更好的将继电设备和通信技术融为一体，达成电气设备自动控制的预期目标。PLC控制系统设备轻便，便于操作，能够有效适用于诸多工业生产环境之中，尤其是在环境条件较为恶劣的情况下可以发挥出重要作用，成为电气装置自控领域中的重要组成，能够有效推动电气控制系统性能水平的提升，保证生产效率达到预期目标，同公司发展相适应。本文探究PLC在电气设备自动控制系统中的设计与应用。

关键词：PLC控制系统；电气设备自动控制系统；设计

　　PLC自控系统也就是常说的可编程控制器，逐步在生产生活、电气制造等方面发挥出重要作用，电气装置的自控体系融入PLC系统能够有效保证系统的运行稳定性，满足运行效率需求。此外，PLC技术的应用也推动着电气装置的自控体系朝着更加完善的趋势发展，帮助公司优化电气设备的自控模式。当前PLC技术已然成为现代电气装置自控体系的核心组成，可以辅助公司进行生产管理优化，减轻技术人员的工作负担，降低成本投入。不仅如此，还能够保证公司在工业制造过程中达到预期的效率指标且产品质量可靠。由此来说，以PLC技术为基础的电气控制系统相较于传统模式有了较大的突破。

1 PLC控制系统在电气设备中的设计

1.1 评估控制任务

伴随PLC技术的逐步成熟，在各个领域都发挥出重要作用，目前大多数工控操作都可以借用PLC系统实现。但在实际应用时，要判断是否需要搭建PLC系统以及系统设备数量的确认，同时要明确具体的控制方式，结合实际系统和生产目标，综合分析目标系统的特性和复杂度。应当从以下几个角度着手分析：第一，控制系统的整体规模。第二，生产技术的复杂度。第三，系统可靠程度能否达标。第四，信息数据的处理效率。

1.2 I/O点数确定

确定实际系统运行时所需输入输出端口，并标定相应的I/O接口模块。不仅如此，还应当结合目标系统设计对应的PLC交互状态，以便更好完成系统内存管理。

1.3 控制系统设计

1.3.1 PLC控制系统的硬件组成

PLC也就是可编程控制器，指的是采用数字计算系统的电子设备，目前在工业生产领域发挥着重要作用。通常系统硬件部分分为两个模块：其一是机箱和显示设备，机箱内配备有系统数据，模拟量和数字量的转化模块以及故障切除装置等；其中主机用于传输并解析各项运行命令，并完成对电机速度参数的控制以及辅助模块的优化。数字量包括有控制器，开关组件和触发信号，经由放大后可以控制具体的阀门和继电装置等。模拟量主要是收集电流，电压以及温度等信号。故障切除模块，可以在电机温度超标，压力参数过大以及柴油机运行异常时进行故障处理，避免影响扩大化。

PCL系统运行过程中，可以获取伺服电机工况参数并进行分析处理，确保系统运行可靠稳定，达到预期的励磁控制要求。从实际情况来看，PLC系统需要借助软件程序实现各个模块的调用，以逻辑量方式完成不同的操作控制，最终建立起数字量、模拟量和接口的综合化设备管理体系。因为系统可以稳定运行在较为恶劣的环境条件下，且系统轻便，便于操控，所以受到工业领域的广泛关注，逐步成为工控体系中不可替代的一部分。

1.3.2 PLC控制系统优势

其一，构建实际PLC系统过程中，具体装设和调试操作较为简便。普遍是通过PLC程序进行控制操作，打破了原有系统中使用继电设备进行控制的方式，进一步优化系统架构，提升工作效率。

其二，PLC系统程序设计简洁清晰。一般来说，PLC编程均是以梯形图语言为主，能够为用户提供良好的编程环境。PLC系统在实际运行时会通过自身解释器将梯形图转化为汇编语言，实现对应的功能控制。正如我们熟知的是，PLC系统的符号同电路原理类似，梯形图设计更加直观，便于上手操作。掌握继电器原理图的工作人员能够在短时间内学会梯形图编程模式，完成功能设计。

第三，适用范围广，外部硬件设备成熟且应用方便。以当前PLC系统的发展来说，可编程控制器具有规范化，模块化，程序化的特点，外部配套的硬件设备成熟，能够满足不同用户的差异性需求。实际搭建系统时，可以结合系统的具体功能完成结构配置，实现对应功能。同时系统接线方便、通过接线端子即可实现交互。在系统搭建完成后，通过全面的安全检测即可运行使用。当系统稳定运行后，为了避免出现数据丢失或被恶意篡改，可以将其发送到存储空间，进行备份，有助于系统达到预期目标。

1.4 PLC系统中的抗干扰设计

1.4.1电源部分的抗干扰设计

电源变压装置是电源模块的核心部分，期望有效抵消干扰因素，通常选择隔离变压设备，同时容量参数往往要超过额定需求的1.2倍以上。PLC系统使用的电源模块，要在允许的情况下，加装滤波设备，选用双绞线模式进行级连，由此便可以降低信号干扰，提升运行稳定性。

1.4.2输入输出信号的抗干扰设计

期望输入、输出信号保持稳定，需要借助绝缘I/O组件。（1）对于输入信号的干扰来说，主要是线路之间的差模干扰，应当借助滤波器进行消除，同时线路和大地间的共模干扰可以利用接地控制进行消除。（2）输出部分的干扰大多是PLC的开关量，结合负载情况进行优化。

1.4.3外部配线的抗干扰设计

系统外部线路之间出现的互感和分布电容会干扰信号的传输。期望降低干扰的影响，要为交直流的输入、输出都配备相应电缆线路。此外，还需要在集成线路和晶体管电路中增设屏蔽模块。

　　2 PLC技术在电气设备自动控制系统中的具体应用

　　2.1 PLC机型与功能的选择

　　技术人员进行PLC系统方案设计的过程中需要考量电气自控体系的根本目标，选用同电气系统运行工况和控制目标相匹配的型号，同时要严格把控PLC系统运行的稳定性和安全性。是否可以真正实现系统的预期目标是关键所在，为系统预留操作空间是PLC系统实际应用的基础，由此可以保证电气控制系统运行过程中的延展性，确保PLC系统达到预期的控制要求，推动工业领域的稳步前行。

　　2.2 I/O地址的选择

　　I/O模块的地址是电气装置自控系统的基石，也是完成PLC控制的关键。因此需要操作人员把控好I/O地址的确认，确保控制目标的实现。操作人员设计地址参数的过程中，要综合分析系统功能，有助于电气装置的自控体系具备良好的延展性，符合公司的生产需求。离散模式的输入输出在实际确认时要严格按照标准完成，由此保证PLC系统中开关量、传感装置等模块的通用性。若操作人员进行电气控制系统的方案设计时选取差异化的电源指标，本文认为应当增设隔离开关来保证系统运行稳定。

　　2.3 系统控制元件的设计

系统控制模块是保证电气装置自控体系实现预期性能的核心要素，要保证以存储设备的合理分配为基础，进一步完成空间配置，同时要选用指定的存储设备、初始系统、功能组件以及辅助模块进行测试，其中需要重点调试软件程序，这也是最为重要的一部分。期望控制模块达到预期的质量标准，满足相应的运行目标，就需要操作人员在实际控制系统中装设控制模块，通过具体测试来判定性能是否达标。

2.4 控制模拟量

普遍来说，用户对控制模拟量的理解较为模糊，该项指标仅会偶尔出现在生产阶段。因此用户难以有效把控此参数，甚至会造成电气装置的运行异常或导致产品质量无法满足要求。针对上述问题，技术人员需要肩负起自身职责，对问题进行全面探究，制定出相应的解决方案并做好控制服务。传统的电气装置在生产阶段未能匹配对应的控制技术，随着PLC技术的出现，有效打破传统生产的约束，弥补不足，实现数字量和模拟量的顺利切换。

2.5集中性对系统控制

该指标指的是将一台PLC系统作为核心，外部建立起配套的计算机服务体系，整体来说是一种集成模式，可以有效解决计算机系统在生产阶段出现的异常，针对不同的电气装置完成相应的控制服务。搭建起集成化的操控系统具有操作简捷、生产效率提高、成本投入降低的优势，但也存在无法弥补的缺陷。比如说一旦某个控制目标发生异常后，就会影响到整体系统的工作，制约了运行效率的提升。

3PLC在电气自动化控制中的应用趋势

近年来，网络技术突飞猛进，电气装置正朝着自动化、智能化的方向快速前行，特别是PLC技术的普遍适用推动了电气设备的自动化进程。PLC技术主要应用在以电气设备为核心的控制体系中，在生产过程中发挥出重要作用。比如说：提高了运行效率、实现设备智能化操控等。以当前社会发展来说，人们对生活水平的要求逐步提升，电气装置不断更迭，性能更加强大，服务更加多样，质量更为可靠，人机交互方式也不断优化，各项因素都推动了电气装置的一体化进程。未来发展中智能化的目标必将达成。

4结语

综合来看，PLC自动控制系统在电气装置自动化发展过程中发挥着重要作用，能够有效简化控制逻辑，由此不但可以优化电气装置的自动控制方式，还能够显著提升电气装置的自动化性能，为系统稳定运行奠定坚实基础。

参考文献

[1]袁酉亮.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用研究[J].软件,2019,040(012):97-99.

[2]王超.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用研究[J].工程技术:全文版,2019(9):00229-00229.

[3]兰大江.PLC在电气设备自动控制系统中的设计与应用[J].信息周刊,2019,000(051):P.1-1.

[4]张显明,许坤.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用[J].南方农机,2019,50(04):154-154.