電氣設備自動化控制中PLC技術的應用

王浩

摘 要：PLC的全稱為可編程邏輯控制器，在控制領域應用廣泛，尤其在電氣設備中的應用不僅實現(xiàn)了電氣設備的自動化控制，而且控制質量及效率得以明顯提升，因此，有關PLC技術在電氣設備中的應用，成為業(yè)內關注的熱門話題。

關鍵詞：電氣設備 自動化控制 PLC技術 應用

中圖分類號：TM92 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（c）-0098-02

隨著科技發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活對電氣設備自動化控制要求不斷提高，自動化、智能化成為控制領域的主要發(fā)展方向。其中作為人們生產(chǎn)生活重要設備的電氣設備，因PLC技術的應用實現(xiàn)了自動化控制，降低控制工作難度的同時，極大的提高了電氣設備控制效率。

1 PLC技術相關理論

PLC技術自動控制功能的實現(xiàn)，需要有硬件與軟件支撐，其中軟件中的應用軟件可由用戶自行編寫，以完成相關控制工作。

1.1 PLC系統(tǒng)硬件構成

PLC在電氣設備自動化控制中的應用基于PLC系統(tǒng)，該系統(tǒng)的硬件部分由基本控制單元、擴展單元、編程器等構成。其中基本控制單元包括中央處理器、存儲器、I/O模塊、外圍接口、電源等硬件。擴展單元用于增加特殊功能或I/O模塊數(shù)量，以更好的滿足實際自動化控制需要，如網(wǎng)絡通信、高速計數(shù)、定位控制等。編程器則供用戶輸入、調試控制程序。

1.2 PLC系統(tǒng)軟件構成

PLC系統(tǒng)軟件是其工作所用各種程序的組合，分為系統(tǒng)軟件與應用軟件，其中系統(tǒng)軟件為系統(tǒng)的管理程度與用戶指令解釋的程序，由制造廠家負責編寫，被固化在系統(tǒng)的程序存儲器中，用戶不能直接進行修改與讀寫。應用軟件是用戶根據(jù)控制要求，采用PLC編程語言編制的程序。PLC編程語言語言種類較多，總的可分為用圖形符號表達程序、用文字符號表達程序兩大類，其中梯形圖語言是PLC編程應用最為廣泛的語言，具有容易掌握、可讀性強、編程簡單等優(yōu)點。PLC梯形圖構成遵守以下基本規(guī)則。

（1）PLC內部寄存器包括動斷觸點、動合觸點兩種基本符號，同一標號的觸點可多次、反復使用。（2）梯形圖中的輸出“線圈”使用符號表示，作為輸出變量同一標號的輸出繼電器僅允許使用一次，不過可多次、反復使用其觸點。（3）梯形圖按照從上到下、從左到右順序畫出，并且各邏輯行從母線開始，左側先將動斷觸點或動合觸點畫出，尤其應將并聯(lián)接點多的位置畫在最左端。右側為輸出變量，可并聯(lián)，但不能串聯(lián)。

2 PLC控制系統(tǒng)程序設計方法

PLC控制程序設計可運用多種方法，需根據(jù)實際情況選擇最佳設計方法，尤其注重設計細節(jié)的考慮，根據(jù)PLC自動化控制要求，認真分析控制程序，做好程序的優(yōu)化，保證控制程序設計質量。考慮到基于繼電器梯形圖設計方法在電氣設備自動化控制中應用廣泛，接下來重點介紹基于繼電器梯形圖設計方法。

首先，對軟硬件重新劃分。重新劃分軟硬件時，應將輸入信號保留，充分考慮PLC軟件功能實現(xiàn)的操作，如計數(shù)、定時、邏輯等內容。同時，將必要的隔離部件與外部驅動部件保留下來，經(jīng)以上處理后，可畫出PLC外部I/O連接圖。其次，進行等效邏輯轉換。考慮到繼電器梯形圖和PLC梯形圖結構形式、編程原理較為相近，因此，可根據(jù)實際情況完成兩者之間的等效邏輯轉換。最后，防止重復輸出錯誤出現(xiàn)。在同一程序中，如多個邏輯行賦值同一繼電器線圈，會引起控制邏輯混亂。盡管PLC按照循環(huán)掃描方式執(zhí)行用戶程序，集中更新I/O點，當遇到同一變量被多次賦值時，僅最后一次賦值有效，因此，設計程序時應避免多次賦值情況的出現(xiàn)，保證程序的正確性與合理性。

3 PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用

3.1 PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用原則

眾所周知，PLC技術專業(yè)性強，涉及的細節(jié)較多，為保證其在電氣設備自動化控制中更好的應用，應用時應注意遵守以下原則。

首先，合理選型原則。當前PLC技術發(fā)展迅速，市場出現(xiàn)多種型號的PLC機，選型時，應充分考慮電氣設備所處環(huán)境，以及自動化控制工作要求，選用運行穩(wěn)定、維護方便的機型。例如，電氣設備所處環(huán)境良好，維修量小時，可考慮使用整體式結構的PLC。同時，還應綜合考慮PLC機的性價比。其次，注重程序最優(yōu)化原則。編寫PLC控制程序時，要求技術人員認真分析生產(chǎn)工藝要求，進行控制程序的編寫，而后還應根據(jù)自動化控制狀況，對程序進行優(yōu)化，提高程序運行效率。最后，適應性原則。部分生產(chǎn)工藝環(huán)境復雜，應用PLC技術時應充分考慮環(huán)境因素給PLC相關部件造成的影響，如環(huán)境溫度、濕度、振動情況等，確保PLC系統(tǒng)能夠在復雜環(huán)境中穩(wěn)定工作，實現(xiàn)電氣設備的自動化控制。

3.2 PLC技術在電氣設備自動化控制的應用體現(xiàn)

PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用體現(xiàn)在很多方面，如順序控制、開關量控制、閉環(huán)控制等，在軟件程序的支撐下，實現(xiàn)對電氣設備的自動化控制，取得良好控制效果。

3.2.1 PLC技術在順序控制中的應用

順序控制指結合控制系統(tǒng)運行實際，在充分參考生產(chǎn)工藝的基礎上，綜合考慮控制系統(tǒng)影響因素、內部狀態(tài)等，保證系統(tǒng)能夠按照預定設置，自動完成相關操作。將PLC技術應用到電氣設備自動化控制中優(yōu)點顯著。例如，對繼電器控制元件利用PLC技術實現(xiàn)順序控制，不僅有助于提高控制靈敏度，而且還可通過控制部件的模塊化操作，運行過程中實現(xiàn)單獨控制，避免控制迅速紊亂造成的不良影響，使得控制的時效性大大提高。

3.2.2 PLC技術在開關量控制中的應用

電氣設備傳統(tǒng)自動化控制主要借助電磁性繼電器對開關量的控制實現(xiàn)，不過隨著需要控制的電氣設備越來越多，給控制工作提出較高要求，尤其需要進行復雜的系統(tǒng)接線操作。另外，該種情況下控制系統(tǒng)運行影響因素較多，運行穩(wěn)定性受到較大不良影響。而將PLC技術應用到開關量的控制中，可有效避免上述不良情況的發(fā)生。應用中一方面，做好原有控制系統(tǒng)的分析，尋找PLC技術與原有控制系統(tǒng)的契合點，實現(xiàn)兩者的無縫對接。另一方面，掌握電氣設備運行需求，使用PLC技術對相關控制環(huán)節(jié)進行適當優(yōu)化，進一步提高電氣設備控制水平與質量。

3.2.3 PLC技術在閉環(huán)控制中的應用

PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用還體現(xiàn)在閉環(huán)控制中。泵機是較為常用的電氣設備，擁有自動啟動、手動啟動以及現(xiàn)場控制箱啟動等，其中在對泵機運行環(huán)境以及運行狀態(tài)綜合分析的基礎上，利用PLC技術對泵機的自動啟動進行優(yōu)化，掌握泵機運行參數(shù)，適當調整泵機運行參數(shù)，輸入控制系統(tǒng)中，使泵機運行參數(shù)更好的滿足生產(chǎn)要求。實踐表明，PLC技術在閉環(huán)控制中的應用優(yōu)點突出，不僅降低控制工作難度，而且提高可控制系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性。

4 結論

PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用，極大地提高了控制工作水平，使電氣設備運行更好地滿足生產(chǎn)需要，因此，注重PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用研究具有重要的現(xiàn)實意義。本文通過研究得出以下結論。

（1）PLC技術控制功能的實現(xiàn)，基于復雜的硬件與軟件系統(tǒng)，因此，為保證其更好地應用在電氣設備自動化控制中，要求技術人員掌握扎實的專業(yè)知識，明確PLC系統(tǒng)的硬件構成以及軟件編寫專業(yè)知識。

（2）PLC控制程序設計是應用PLC技術的關鍵，要求技術人員明確程序控制目標、運用合適方法與編程語言，進行程序編寫。同時，做好程序的檢查與調試工作，避免重復輸出錯誤的出現(xiàn)。

（3）PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用體現(xiàn)在諸多方面，如在順序控制中的應用、在開關量控制中的應用以及在閉環(huán)控制中的應用等，為保證PLC技術優(yōu)勢的充分發(fā)揮，應用時應注重遵守合理選型、程序最優(yōu)化原則、適應性原則。

參考文獻

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