PLC在高科技游樂設施電氣自動化控制中的應用

【摘 要】電氣自動化控制系統中，由于各種電控箱之間的電氣控制基本都是通過電氣連接線來進行連接，接線復雜、錯誤率高、維護量大，而且質量還得不到良好的保證，尤其當線路比較復雜的時候會給工作人員的安裝等問題帶來很多不必要的麻煩，然而PLC即可編程控制器，有效地避免了這些缺點，因而在電氣自動化中得到廣泛的應用，本文主要針對PLC進行了的原理介紹以及對PLC在高科技游樂設施的電氣自動化中的應用進行了簡要的分析。

【關鍵詞】PLC；高科技游樂設施；電氣自動化控制；應用

高科技游樂設施電氣系統設計中，經常遇到各用電設備邏輯關系繁雜的運動過程，要求應用自動化程度高的電氣控制系統來實現精確控制、實時控制。傳統的電動機采用機械繼電器實現線路的控制運作，控制系統的自動化程度的高低決定控制線路的繁簡，系統可靠性程度，因此，針對以上情況，合理運用PLC技術，對電氣控制系統控制系統提升起到很大作用。

1 PLC簡介

（1）PLC技術應用原理：PLC是可編程序控制器，全稱是Programmable logic Controller，在現代電氣控制中具有舉足輕重的作用，原理如圖1-1。

1）輸入模塊。輸入是PLC電氣控制系統的基本階段，包括指令、按鈕、限位等決定最終的控制效果。PLC輸入模塊收集有用信息的方式是進行掃描，然后將信息存儲到內部系統，等待后面的環節；

2）CPU計算。輸入完成后，PLC對存儲的信息運用符合的公式概念進行計算，保證計算結果的全面有效，計算操作完成后會對計算的有效結果自動刷新，并利用存儲器進行存儲操作；

3）輸出模塊。PLC最后一個步驟就是數據的刷新輸出，通過CPU的運算到輸出環節中，控制系統控制傳輸設備進行信息輸出，存儲有效結果，實現輸出結果，體現在設備運行上；

（2）PLC主要優點。

1）減少接線、邏輯語言實現。PLC主要依靠編程技術進行控制，利用內存進行設備邏輯工作控制，連接PLC輸入、內部運算、輸出設備，對整個機電設備的進行控制；

2）PLC編程語言靈活。PLC自控系統采用語句表、梯形圖、功能塊等程序編輯模式，操作方法掌握容易，基本不用進行維護，充分與自動控制技術結合；

3）維護簡單，性能可靠。由于接線少，檢查范圍將大大縮小，可以在短時間內處理好，保證了系統的穩定[1]。

2、高科技游樂設施

高科技游樂設施即通過數碼影視技術、虛擬仿真技術、網絡技術、設備平臺技術等相互結合，其中以游樂設備為載體，將文化體驗轉換成現實的游樂產品，其完美結合，突破傳統游樂設備的游玩模式，打造更富動感的立體體驗式游樂項目，即高科技游樂設施。其中，PLC作為設備載體的大腦，設備仿真體驗中起到至關重要的作用。

3 PLC在電氣自動化系統中的應用

（1）PLC控制系統的配置分析。

1）輸入口、輸出口。自動化控制過程中，遇到溫度、電壓、速度、功率、流量等物理參數變化，通過采樣輸入將這些數據發送到PLC進行數據的接收和轉換；

2）電源模板。其主要功能是提供CPU運行、外部接口的電源；

3）接口模板。各類模塊對機架進行的接口連接控制；

4）運算單元。具有運算作用，作為PLC的一部分，運算功能強大；

5）底板。對所有的模板進行連接；

（2）在開關量控制上的應用。PLC的本質是用虛擬繼電器替換傳統機械繼電器的工作模式。傳統機械繼電器具有反應速度較慢的缺陷，在開關量控制過程中較易出現控制不及時，采用PLC控制，可以確保斷路控制的及時性，提高工作效率。

4 PLC技術在高科技游樂設備電氣自動化控制中的應用

游樂設備是屬于特種設備行業，具有安全性要求高、工藝精度高、制造復雜、運行精度高等特點，為了保證設備的運行效果響應精度高、運行速度快、位置誤差率低等，應用PLC的網絡運算、閉環控制等，可以滿足整體的運行狀態和效果。

4.1 PLC在高科技游樂設備電氣自動化控制中目的：應用PLC的目的包括以PLC為核心，輸入輸出控制、實現與智能儀表配合，選擇合理的PLC、控制元件、傳感器等，完成控制系統功能、顯示狀態、檢測信息、組建報警硬件等，對設備的電氣自動控制及運行狀態控制功能、顯示功能和檢測功能。

4.2 PLC技術在高科技游樂設備的安裝要求和工作環境

4.2.1 安裝要求：避免高強度的電源、電磁干擾，可以采用系統自帶的屏蔽層的隔離變壓器減少干擾；避免與干擾能力大的設備共處一室；PLC的輸出、輸入線路分開走線，遠離動力線和高壓線；避免信號錯亂造成設備安全問題。

4.2.2 安裝環境

溫度：PLC要求環境溫度控制在0-55℃范圍內；濕度：空氣濕度小于85%；震動：遠離震感強烈的震動源；空氣：避免接觸硫化氫、氯化氫等腐蝕性強的可燃氣體；海拔：2000米以下。

4.3 應用實例

4.3.1 PLC的選型：PLC種類較多比如西門子、AB、OMRON、倍福等知名品牌，這些品牌的PLC設計框架不同，功能會有些許差異，主要根據實際需求來選擇，比如小型系統適合OMRON系統，大中型可以選擇西門子等，同時要考慮控制元件的兼容性問題，比如有特殊協議的需求，要具備相匹配的功能，才能正常使用并發揮相應PLC的最大價值。

4.3.3 輸入和輸出工作：PLC的控制系統由接觸器、斷路器、繼電器、熱繼電器等相關器件構成，電氣工程師進行線路設計時，要利用PLC的優點對控制量進行設計規劃分配、對系統數據傳輸采用兼容性更好的協議、輸入輸出的電氣性能進行匹配，實現根據不同的操作要求匹配不同的性能模塊和PLC模塊。

4.4 游樂設備產品中PLC的故障分析與處理：游樂設施產品中PLC主機系統在電源系統發生故障的概率較高，電源系統需要連續工作及散熱同時產生大量的電流波動沖擊，散熱口多灰或風扇故障較常見，注意4S工作。PLC多是插件結構，插件結構的使用容易造成系統總線的損壞，插線模塊的使用容易造成底板、接插件接口處等處的總線損耗?？刂剖覂瓤諝鉂穸茸兓?、溫度變化，總線的接觸點氧化、塑料老化都是總線損耗的原因?？偩€損耗故障的處理及預防都是要提高集中控制室的管理水平，定期除塵并加裝降溫措施，使PLC的外部運行環境達到安裝使用規定要求，保證工程自動化控制工作順利展開[2]。

5 結語

綜上所述，在游樂設備電氣自動化控制中，PLC因其可靠性、性價比高、安裝簡單、操作便捷、設備完善、抗干擾能力強等優點，被廣泛應用。在實現PLC具體應用時，要按照技術要求配合集散控制系統使用，創造便捷的操控體系，實現電氣設備的緊湊安排，降低生產設備的故障概率和設備的維修費用，提高產品質量，提高生產效率。隨著PLC技術發展，功能更加完善和強大，在高科技游樂設備中應用將越來越廣泛。

參考文獻：

[1]朱浩宇.PLC在電氣自動化控制中的應用研究[J].河南科技，2013（22）：144.

[2]丁榮樂.智能化技術在電氣工程自動化控制中的應用研究[J].科技資訊，2016，14（32）：29-30

作者簡介：

深圳維駿文化旅游科技有限公司 于欽洋 總工程師 副總經理

（作者單位：深圳維駿文化旅游科技有限公司 廣東省深圳 518000）