電氣設備中PLC控制系統的設計與應用

楊琳

摘 要：隨著我國經濟發展速度的提升，極大的帶動了我國科學技術水平的提升，而隨著我國工業化在我國經濟中占有的地位越來越重要，，使得PLC控制系統的設計與應用的合理性就變得極為重要。此外，在電氣設備中，PLC控制系統可以有效的分析與計算其中運行設備的參數，進而有助于將電氣設備的工作效率與應用水平進行提升，所以PLC控制系統對于電氣設備的發展有著重要的幫助作用。因此，文章將對電氣設備中PLC控制系統的設計與應用方面進行詳盡的探討。

關鍵詞：電氣設備；PLC控制系統；設計；應用

中圖分類號：TM921.5 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）17-0175-02

Abstract： With the improvement of the speed of our country's economic development， the level of science and technology in our country has been greatly promoted. With the increasing importance of industrialization in our economy， the rationality of the design and application of PLC control system becomes extremely important. In addition， PLC control system in electrical equipment can effectively analyze and calculate the parameters of the running equipment， which will help to improve the working efficiency and application level of electrical equipment. Therefore， the PLC control system has an important role in the development of electrical equipment. Therefore， the design and application of PLC control system in electrical equipment will be discussed in detail in this paper.

Keywords： electric equipment； PLC control system； design； application

在現階段，工業化發展速度隨著我國社會經濟發展速度的持續增長而有著顯著的提升，并且其已經在我國經濟中占有重要的比例。與此同時，隨著科學技術水平的提升，PLC控制技術得以獲得了發展，并且取得了不錯的應用效果，而且有助于將電氣設備的工作性能與運行效率有著較大幅度的提升。另外，對于電氣設備而言，PLC控制技術的不斷優化與完善有助于增強電氣設備中各項功能，所以有助于電氣設備今后發展速度的提升。鑒于此，由于在電氣設備中PLC控制系統的重要性越來越明顯，所以加強對電氣設備中PLC控制系統的設計與應用就有著極為顯著的意義。

1 PLC技術相關理論

在PLC控制系統當中，為了實現自動控制功能，需要其中的軟件與硬件有效的配合方可，并且對于PLC控制系統中的軟件而言，用戶可以根據自身需求來進行程序的編寫，以便有效的完成用戶所需求的控制工作。下面將對PLC控制系統當中的軟件與硬件的組成進行詳盡的敘述。

1.1 PLC控制系統硬件的構成

對于電氣設備中PLC控制系統來講，其中的硬件部分主要由基本控制單元，擴展單元以及編程器等所組成。與此同時，在基本控制單元中，其主要由存儲器、中央處理器、I/O模塊、外圍接口以及電源等硬件所組成。擴展單元的作用則用于增加I/O模塊數量以及特殊功能等，以便有效的滿足自動化控制當中的各類需求，例如，定位控制、高速計數以及網絡通信等。編程器的作用則是提供用戶輸入以及控制程序的調試等工作。

1.2 PLC控制系統軟件的構成

在PLC控制系統當中，軟件指的是滿足各種控制需求的程序集合。其中，對于PLC控制系統中的軟件而言，按照功能不同可分為系統軟件與應用軟件。通常來講，系統軟件指的是系統的管理程序以及用戶指令解釋的程序，通常系統軟件的編寫主要由PLC控制系統的制造廠商所編寫，并且為了防止用戶對此進行讀取與修改，系統軟件通常被固化在系統的程序存儲器當中。對于應用軟件而言，其編制主要由PLC編程語音來完成，并且依據用戶的控制要求來獲得執行。其中，在PLC編程語音當中，存在數量不一的形式，但是如要對此進行分類，其主要可以分為圖形符號表達程序、文字符號表達程序兩大類。在PLC編程過程中，圖形符號語言是最為常用的語言類型，并且其優點也比較明顯，例如，可讀性強、易于掌握以及編程簡單等。與此同時，PLC圖形符號表達方式應注意遵從下列原則：（1）在PLC內部寄存器中，動合觸點以及動斷觸點兩種基本符號存在其中，并且同一標號的觸點可以反復、多次的使用。（2）圖形符號圖中的輸出使用符號用“線圈”來進行標識，并且在輸出繼電器中，輸出變量的同一標號不可多次重復的使用其觸點，只可使用一次。（3）圖形符號的輸出應以從上到下、從左到右的方向標記出，同時母線應從各個邏輯行中開始，從左側標記出動斷觸點或者動合觸點，特別應當注意在最左端標記出并聯節點，輸出變量可標記在右側，但是不可串聯。

2 PLC控制系統程序設計方法

對于電氣設備中PLC控制系統而言，其程序設計存在多種方法，所以在設計PLC控制程序設計過程中，應根據實際需求來對最為合理的設計方法進行選擇，并且對于細節方面應多加注意考慮，同時依據用戶對于PLC控制系統自動化方面的控制要求，來對相關控制程序間詳盡的分析，以便程序可以得到良好的優化，有助于PLC控制程序設計質量的提升。與此同時，在電氣設備自動化控制系統當中，繼電器圖形設計方法在其中有著廣泛的應用，所以下面將對繼電器圖形設計方法進行詳盡的介紹。在繼電器圖形設計方法當中，首先需要注意重新對軟硬件結構進行劃分。其中，在軟硬件進行劃分過程中，應注意保留輸入信號，以便PLC控制系統當中的軟件功能可以得到充分的保障，例如，PLC控制系統當中的定時、邏輯以及計數等內容。與此同時，將PLC控制系統當中的外部驅動部件以及隔離部件進行保留，并且在相應的處理之后，便可以得到PLC外部I/O連接圖。其次，需要完成等效邏輯轉換工作，由于在編程原理當中，繼電器圖形結構形式與PLC圖形結構形式較為相似，所以應以實際情況為出發點，對兩者之間進行等效的邏輯轉換工作。最后，采取措施避免出現重復輸出的錯誤。如果在同一程序中存在多個邏輯行賦值，則對于同一繼電器線圈而言，會導致其出現邏輯控制混亂。此外，盡管用戶程序根據PLC循環掃描的方式來進行執行，集中在I/O點進行更新，所以多次對同一個變量進行賦值，則僅僅是最后一次的賦值有效。因此，在程序設計過程當中，有關人員應盡量杜絕賦值多次的情況發生，以便從根本上確保控制程序的合理性以及正確性。

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

通常來講，PLC技術在應用過程中由于需要涉及較多的專業以及細節，所以其具有較強的專業性。因此，為了保證PLC技術可以在電氣設備自動化控制中得到充分有效的應用，應在其應用環節中注意遵從下列原則。即：（1）合理對PLC設備進行選型。隨著PLC技術不斷持續的發展，使得各類PLC控制設備在市場中廣泛出現。因此，在選擇PLC設備過程中，有關人員應對電氣設備的工作環境以及自動化控制要求來進行充分的考慮，確保PLC設備可以獲得充分的維護，保障其運行的可靠性與穩定性。例如，如果電氣設備的工作環境較為良好，并且具有的維護量以及維修量，此時可選擇使用整體式結構的PLC設備。與此同時，在選擇PLC設備時應注意其具有更加科學合理的性價比。（2）確保程序保證在最優化的狀態。PLC控制程序在編制過程當中，有關人員應根據程序最優化的原則來進行程序的編制，同時對實際生產工藝要求進行詳盡的分析，以便程序可以按照自動化控制要求得到充分優化，進而有助于程序效率的提升。（3）程序應具有極強的適應性。對于PLC控制系統而講，其通常應用在工藝生產環境復雜的場所，所以為了避免溫濕度以及振動等對PLC系統的工作情況造成影響，所以應采取適當措施來保證PLC系統可以在復雜環境下穩定工作，以便電氣設備的自動化控制可以得到充分的應用。

3.2 PLC技術在電氣設備自動化控制的應用體現

在電氣設備自動化控制系統當中，PLC技術的應用可以體現在較多方面，例如，開關量控制、順序控制以及閉環控制等，并且相關程序的支持下，其可以實現對電氣設備的自動化控制，并且將控制效果充分的發揮出來。（1）PLC技術在順序控制中的應用。順序控制指結合控制系統運行實際，在充分參考生產工藝的基礎上，綜合考慮控制系統影響因素、內部狀態等，保證系統能夠按照預定設置，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點顯著。例如，對繼電器控制元件利用PLC技術實現順序控制，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。（2）PLC技術在開關量控制中的應用。電氣設備傳統自動化控制主要借助電磁性繼電器對開關量的控制實現，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接線操作。另外，該種情況下控制系統運行影響因素較多，運行穩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生。應用中一方面，做好原有控制系統的分析，尋找PLC技術與原有控制系統的契合點，實現兩者的無縫對接。另一方面，掌握電氣設備運行需求，使用PLC技術對相關控制環節進行適當優化，進一步提高電氣設備控制水平與質量。（3）PLC技術在閉環控制中的應用。PLC技術在電氣設備自動化控制中的應用還體現在閉環控制中。泵機是較為常用的電氣設備，擁有自動啟動、手動啟動以及現場控制箱啟動等，其中在對泵機運行環境以及運行狀態綜合分析的基礎上，利用PLC技術對泵機的自動啟動進行優化，掌握泵機運行參數，適當調整泵機運行參數，輸入控制系統中，使泵機運行參數更好的滿足生產要求。實踐表明，PLC技術在閉環控制中的應用優點突出，不僅降低控制工作難度，而且提高可控制系統穩定性與安全性。

4 結束語

由此可見，電氣設備中PLC控制系統的設計與應用極大的提升了相關控制技術的應用水平，以便電氣設備更好的適應實際生產的需求。所以，對電氣設備中PLC控制系統的設計與應用情況進行積極的關注就顯得極為重要。本文通過相關研究得出的結論如下：（1）為了實現PLC技術的控制功能，相對復雜的硬件與軟件系統的支持是必不可少的，因此為了將PLC控制技術可以在電氣設備自動化控制中得到充分的應用，有關人員應首先具備詳盡的專業知識，并對PLC系統的硬件與軟件的知識有著明確的掌握。（2）在PLC技術中，PLC控制程序設計是其中的關鍵。因此，設計人員應對程序控制目標有所明確，并且通過合理的編程語音以及編程方式來完成編寫程序的工作。另外，為了避免有關重復錯誤的出現，應積極對程序進行調試余檢查。（3）鑒于PLC技術在電氣設備自動化控制中有著廣泛的應用領域，所以為了確保將PLC技術的優勢完全發揮出來，應注意對其進行合理的選型，確保程序具有良好的適應性。

參考文獻：

[1]王嵐，張金旭，齊立超.電氣設備PLC控制系統的設計與應用[J].科技經濟導刊，2016（06）.

[2]張穎.淺議PLC控制系統在電氣設備中的設計與應用[J].科技資訊，2013（11）.