試論PLC在電氣設備自動控制系統中的設計與應用

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前言

在現代電氣設備自動控制系統之中，PLC已經成為核心部分，有助于優化生產管理，不僅可以進一步減輕工作強度，而且還能夠降低成本，進而保障企業在工業制造過程中達到預期的效率指標。基于此，研究PLC在電氣設備自動控制系統中的設計與應用具有一定的現實意義。

一、PLC的優勢

(一)便捷性

在電氣設備自動控制系統中搭建PLC，無論是安裝，還是調試過程，均比較便捷。因為PLC所采用的是程序控制，可充分突破傳統模式中計數裝置以及繼電設備的限制，可對系統整體結構進行優化，從而減輕工作強度。

(二)簡潔性

PLC系統的程序結構比較簡潔，易于進行設計與優化。編程需要面向用戶進行程序設計，因此，普遍采用梯形圖語言。PLC實際運行的梯形圖語言，可在內部解釋器的支持下，將其成功轉化成為匯編語言，這樣就能夠有效完成對應的操作。PLC系統的符號與電路原理相似，因此，梯形圖設計更加簡潔、直觀，更容易根據實際需求而完成功能設計。

(三)廣泛性

PLC系統適用范圍比較廣，可編程控制器具有程序化、模塊化、規范化的特征，加之外部配套的硬件設施比較成熟，因此可充分滿足不同用戶的個性化需求。在PLC系統進行搭建的過程中，通常要結合具體的需求完成結構配置，這樣才能實現對應的功能。同時，PLC系統接線方便，通過對應的接線端子可達到交互的目標。完成PLC系統搭建之后，需要進行全面檢測，系統性能達到預期標準之后才能夠投入到實際使用之中。系統達到穩定運行之后，為了避免出現數據被篡改或者數據丟失等問題，建議將系統穩定之后的相關數據進行有效儲存與備份[1]。

二、PLC在電氣設備自動控制系統中的設計分析

(一)硬件組成

PLC系統通常是由這些模塊組成：第一，數字量模塊，該模塊主要包括開關組件、控制器等，將觸發信號放大之后，可對具體的閥門以及繼電裝置進行有效控制。第二，模擬量轉化模塊，主要作用是對溫度、電壓、電流等信號進行收集。第三，故障切除模塊，當出現電機壓力參數過大、電機溫度超標、柴油機運行異常等情況時，該模塊可以及時開展故障處理，有利于減少故障造成的損失。第四，主機，對各項運行命令進行傳輸以及解析，并輔助各項模塊的優化，能夠基于實際需求對電機速度參數進行有效控制。從PLC系統來看，可對伺服電機的信號進行有效采集以及處理，可充分保障系統穩定運行，從而實現邏輯控制以及勵磁控制等功能。從本質上來講，PLC系統是利用程序對內存模塊進行操作，并將程序設計完成，再借助邏輯量來執行用戶的操作。

(二)抗干擾設計

1.電源部分抗干擾設計

在電源模塊當中，電源變壓裝置是關鍵部位，因此，要盡量減少這個部位的干擾因素，建議采用隔離變壓設備；同時，對于容量參數來講，應當超過額定需求的1.2倍之上。對于PLC系統來講，應當將濾波設備加裝在電源模塊處，并通過雙絞線進行連接，可達到降低信號干擾的目標，從而保障設備運行的穩定性。

2.輸入輸出信號抗干擾設計

要讓輸入輸出的信號達到穩定狀態，建議采用絕緣I/O組件。第一，就輸入信號干擾方面來講，具體是因為線路之間的差模引發的干擾，加裝濾波器可防范干擾，也可以通過接地裝置防范干擾；第二，輸出信號的干擾主要是因為PLC的開關量，建議結合負載的實際情況進行優化[2]。

3.外部配線抗干擾設計

PLC系統的外部線路會出現分布電容，通常會對信號的傳輸產生干擾，因此，需要為交直流的輸入以及輸出配置對應的電纜線路。同時，還可以在晶體管電路以及集成線路之中加裝屏蔽模塊，有利于減少干擾。

三、PLC在電氣設備自動控制系統中的應用分析

(一)關于機型以及功能的選擇

在具體應用的過程中，相關人員需要對電氣自控體系的目標與需求進行深入分析，需要選擇與電氣系統控制目標以及運行工況相匹配的信號；同時，要重視對PLC系統的安全性以及穩定性進行把控。PLC機型以及功能的選擇直接關系到系統是否可以達到預期目標，對于PLC系統實際應用來講，為系統預留操作空間非常關鍵，這樣才能最大限度保障電氣控制系統在實際運行的過程中具有一定的延伸性，可基于實際需求進行優化，進而達到預期的控制目標。

(二)I/O地址的選擇

電控系統中I/O模塊的地址設置是完善PLC控制的關鍵。因此，在具體應用的過程中，需要準確把控I/O模塊的地址。具體需要對系統功能進行分析，以此為基礎對地址參數進行確定，這樣才能確保電氣自控體系擁有延展性，從而滿足實際運作的需求。此外，對于離散模式的輸入輸出來講，需要按照相關標準完成實際確認，這樣才能保障PLC系統當中的傳感裝置、開關量等模塊的通用性，如果采用的是差異化電源指標，則建議加裝隔離開關，有利于保障系統的穩定性。

(三)系統控制元件

系統控制元件是保障電氣設備自動控制系統達到預期性能的關鍵，因此，需要以存儲設備的合理分配為基本標準，從而對空間配置進行完善；同時，要采用指定的存儲設備、功能組件、初始系統、輔助模塊等開展測試，重點要對軟件程序進行調試，使其能夠滿足系統運行的基本需求，建議在控制系統中裝設控制模塊，這樣能夠可以及時開展具體測試，并根據結果判斷性能是否達標[3]。

四、結語

綜上所述，PLC對電氣設備自動控制系統來講，也就是簡化之后的繼電器邏輯。因此，在PLC的支持下，可讓電氣設備自動控制系統簡化，并使其穩定性、安全性、功能性得到有效提升。