PLC控制系統在電氣設備自動控制中的應用

摘 要：PLC控制系統在當前我國的電氣設備自動控制生產中應用廣泛。PLC控制系統的工作主要是立足于微處理器技術，同時也將計算機技術、通信技術、繼電器控制以及自動控制技術等優勢而開發的一種控制系統。此外，PLC還具有靈活性強、可靠性高和使用方便的優點，故其與工業機器人和CAD/CAM被合稱為現代工業生產自動化的三大支柱。

關鍵詞：PLC；控制系統；電氣設備；應用

基于PLC控制系統而設計的電氣自動化技術具有傳統控制系統所無法企及的優勢，其不僅簡化了生產操作的流程，提高了電氣設備的可靠性和穩定性，同時也提高了生產的效率，大大降低了勞動力的成本，可以為企業獲得更多的利潤。

一、PLC控制系統的設計

PLC程序中主要可以分為中斷程序、主程序和子程序這三個部分，且這三個部分的程序主要是用來控制電氣設備的軟硬件。而就硬件系統設計的內容而言，其主要包括電氣設備控制系統設計、電氣設備控制元件的選用和抗干擾措施設計等。

（一）PLC控制系統的軟件設計。軟件設計的特點是多樣性、不唯一性。也就是說同樣功能的程序可以有不同的實現方法，具體的編寫是主要依據編程人員的個人經驗與能力，因此工作人員是否具備豐富的程序經驗也是關系到控制系統功能實現的重要因素。但是PLC軟件設計也有基本的設計方法，如功能圖法、邏輯代數法和流程圖法等。通常而言，PLC軟件程序的設計可以從以下的幾個步驟來實現：第一，首先應根據具體系統要求，來確定如何實現控制功能的啟動與關閉；第二，明確該軟件程序的數據輸出是否有要求對啟動或功能關閉進行條件判斷；第三，對控制程序中需要實現的輸出對象進行編程；第四，代入已知條件，得出程序的梯形圖；最后要檢查和修改所編寫的程序，確保其不存在編寫錯誤。

（二）PLC控制系統的硬件設計。PLC硬件設計的核心為對控制電氣設備硬件運行進行控制的系統設計。電氣設備中的抗干擾措施設計是為了增強控制系統軟硬件對外界環境的適應力，以及提高其工作的穩定性。PLC抗干擾設計通常主要包括三個部分的設計：首先是為了避免電網對設備造成干擾而設計的電源抗干擾；然后是為了避免輸入和輸出電流對設備造成干擾而設計的輸入輸出抗干擾；最后是為了避免外部配線間的干擾而設計的外部配線抗干擾。

二、PLC控制系統在電氣設備自動控制中的應用

（一）控制系統的軟件部分

PLC控制系統的軟件部分的設計在電器設備自動控制中的應用主要包括以下幾個方面：（1）初始化系統程序。在這一步中為了從整體上確定PLC程序的機構行使，要對電氣自動控制系統程序的制約條件、啟動和關斷等條件進行綜合的考慮；（2）編寫程序。待PLC程序的結構形式確定后，就需要選定恰當的編程語言和方法來編寫PLC程序，同時要對已編寫完成的PLC程序進行審查；（3）系統調試。待程序的編寫和審查結束后，就需要對PLC系統進行模擬調試。假如調試的過程中出現任何錯誤，就需要對軟件進行立刻的修改，而如果在整個過程中均未出現任何問題，則可以認為該系統已經合格，可以入系統進行聯機的測試。

（二）控制系統的硬件部分

PLC控制系統的硬件部分的設計在電器設備自動控制中的應用主要包括以下幾個方面：（1）選擇機型及其相關配套的模塊。為了選出性價比最高的機型，在對機型進行選擇的時候要綜合考慮其價格、可靠性、性能以及與其配套使用的各種功能模塊的適用性等因素；（2）I/O接口的選擇。通常而言，I/O接口的選擇可以分為四個步驟：首先是要確定I/O接口的數量，但是為了避免故障情況的發生，要預留一些接口數來作為備用接口；第二步要確定模擬和離散形式的輸入輸出方式；第三步是要確定特殊的輸入輸出方式。所謂的特殊的輸入輸出方式實際上就是由于部分功能模塊與I/O接口不能適配，需要特定的模塊與其適配；最后就是智能輸入輸出的確定。通過選取智能輸入輸出模塊，可以顯著地提高PLC處理數據的速度；（3）電源的選擇。電源的選擇方面則沒有什么特殊的要求，只需要其所提供的電流大于PLC控制系統的工作電流即可；（4）抗干擾措施設計。該步的設計主要是為了避免PLC的工作性能受到外界環境的干擾，如環境的溫度、濕度等；（5）控制元件的設計。該步驟主要包括兩個方面的內容，即：專用存儲器的確定和存儲器空間的分配。

（三）PLC控制系統在軋鋼廠加熱爐上料系統中的應用

1.系統軟件設計：系統控制系統軟件設計的主要依據是軋鋼廠加熱爐上料系統的工作原理，即該控制系統是根據待加熱鋼材的實際長度來對電機的工作情況進行控制。而就該系統地具體開展形式而言，其主要可以包括以下內容：首先PLC控制系統會測量鋼材的實際長度，然后再通過測量后的反饋信號來調變頻機的速度進行控制，從而達到控制電機的目的。此外，除了按照上述的原理來編寫PLC控制系統的運行程序外，還要開展PLC控制軟件的模擬和聯機調試。

2.系統硬件的設計：PLC控制系統在軋鋼廠加熱爐上料系統中的硬件設計主要考慮的因素是對鋼材運輸輥道的速率、鋼材運輸輥道的停車情況和鋼材的長度進行控制。可以根據相關方面的具體要求來選擇合適的PLC作為控制系統硬件設計中的主控制器。如華光SZ4型PLC等。然后要選擇與系統配套的各種功能模塊來構成PLC控制系統的硬件系統，如日本光洋TRD J1000 S型旋轉編碼器，OM-RON的RJR 5E4型光電感應器以及SZ系列的計數器接口模塊，而在對鋼材運輸輥道的速率及其停車情況進行控制的時候，我們可以選取75kw的變頻器。

三、結束語

PLC技術作為未來發展的新星，其控制系統用于電氣設備自動化控制中，可以顯著地簡化控制系統的結構，優化整體系統的穩定性。從操控方面看，PLC控制系統的操作也相對簡便，故障發生率低。因此，基于PLC控制系統的電氣設備自動化控制是電氣設備未來的發展趨勢。

參考文獻：

[1]丁榮樂，蔣可可.PLC控制系統在電氣設備自動控制中的運用[J].科技向導，2014（20）：129-130.

[2]劉劍威.PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用[J].無線互聯科技，2011（4）：142-143.

[3]王偉.PLC控制系統在電氣設備中的設計與應用[J].數字技術與應用，2013.