電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)中PLC的設(shè)計與運用研究

楊雨佳

摘要：隨著現(xiàn)代自動化技術(shù)的飛速發(fā)展，在自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，于此同時自動化控制系統(tǒng)也全面使用到電氣設(shè)備中，基于PLC技術(shù)的自動化控制系統(tǒng)是現(xiàn)階段應(yīng)用非常普遍的控制系統(tǒng)。在進(jìn)行電氣設(shè)備PLC自動化控制系統(tǒng)設(shè)計時，要評估控制任務(wù)、確定PLC系統(tǒng)規(guī)格、明確I/O模塊點數(shù)，在將PLC運用到自動控制系統(tǒng)中時，要確定PLC型號與功能、I/O地址以及系統(tǒng)控制元件。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備;自動控制系統(tǒng);PLC

0 ?引言

隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國的工業(yè)水平越來越高，而在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域，比如說汽車、船舶以及飛機(jī)內(nèi)燃機(jī)的控制工作，不僅環(huán)境較為惡劣，同時對控制系統(tǒng)的要求也比較高，采用人工方式難以完成此工作，由此使得電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，而PLC作為控制系統(tǒng)中的核心部件，發(fā)揮了非常重要的作用，并且隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的進(jìn)一步突破，PLC的功能也逐步健全，在特定環(huán)境中還可以充當(dāng)計算機(jī)來實現(xiàn)多種控制工作，由此可見將PLC融入到電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)設(shè)計中十分有必要。本文重點探究了電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)中PLC的設(shè)計，并探究了PLC在其中的具體運用。

1 ?電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)中PLC的設(shè)計

設(shè)計人員在進(jìn)行自動控制系統(tǒng)中PLC開發(fā)工作時，第一步要獲取PLC控制要實現(xiàn)的功能;第二步要對各種PLC產(chǎn)品的特征與價格進(jìn)行比對和分析，確定能夠滿足使用需求、性價比高的控制系統(tǒng)中的程控器主機(jī);第三步，在確定好主機(jī)型號以后，開發(fā)人員需要進(jìn)行模擬量單元、顯示設(shè)置單元等部分的選型工作，做好PLC控制系統(tǒng)開發(fā)的準(zhǔn)備工作。此外，要完成PLC主機(jī)的選型工作，需要從明確I/O地址、開發(fā)控制系統(tǒng)與調(diào)試系統(tǒng)三方面進(jìn)行[1]。如圖1所示為PLC控制系統(tǒng)開發(fā)流程示意圖。

1.1 評估控制任務(wù)

在進(jìn)行電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)開發(fā)中，第一步要開展控制系統(tǒng)任務(wù)的審核與評估工作，明確控制系統(tǒng)需要實現(xiàn)功能的類型與方式，核查PLC是否能夠滿足實際的應(yīng)用需求，同時根據(jù)電氣設(shè)備的實際工作標(biāo)準(zhǔn)初步確定PLC的規(guī)格與工作形式，另外，也要依照自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用需求來衡量PLC系統(tǒng)的性能、數(shù)據(jù)分析效率等是否可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。

1.2 確定PLC系統(tǒng)規(guī)格

PLC是自動化控制系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的一部分，在確定PLC系統(tǒng)規(guī)格是必須要根據(jù)電氣設(shè)備的相關(guān)參數(shù)來綜合分析與確定，從而確保選擇的PLC系統(tǒng)規(guī)格能夠很好的滿足自動化實際控制需求。確保PLC系統(tǒng)規(guī)格的科學(xué)性有助于加強(qiáng)控制管理系統(tǒng)的運行性能。PLC系統(tǒng)能夠基于軟件以及相關(guān)設(shè)施的控制來進(jìn)行系統(tǒng)的深入互聯(lián)，并依托于優(yōu)異的處理器進(jìn)行大型現(xiàn)場控制，促進(jìn)了電氣行業(yè)自動化控制水平的整體加強(qiáng)。

1.3 明確I/O模塊點數(shù)

I/O模塊點數(shù)的多少取決于自動化控制系統(tǒng)中PLC輸入端口、輸出端口的數(shù)量以及類型，此外開發(fā)人員還需要根據(jù)被控制部分與PLC之間的信號傳輸方式，來確定PLC系統(tǒng)中存儲器存儲空間大小[3]。PLC現(xiàn)場總線的接法方式非常的簡單，利用雙絞線就能夠完成不同設(shè)備的相互連接，在需要增設(shè)新設(shè)備時直接連接即可。

2 ?PLC在電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)中的運用

2.1 PLC型號與功能的確定

開發(fā)人員在開展PLC選型工作中，必須要結(jié)合實際使用需求來進(jìn)行，保證選取的PLC的功能能夠滿足控制要求，另外開發(fā)人員還需要重點關(guān)注PLC工作的穩(wěn)定性與安全性，在實際選型工作中還需要預(yù)留一定的安全系數(shù)，保證滿負(fù)荷運行的需要[4]。穩(wěn)定性是PLC控制系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)，只有具備良好的穩(wěn)定性才能夠在設(shè)備調(diào)試與拓展中安全運行，同時也是確保PLC系統(tǒng)實現(xiàn)電氣設(shè)備自動化控制的核心所在。在PLC控制體系中，探測功能是十分重要的一項功能，在具體應(yīng)用中，PLC系統(tǒng)可以精準(zhǔn)、快速的對系統(tǒng)中的故障進(jìn)行查找與定位，根據(jù)探測性質(zhì)的不同，包含了危險行為的探測以及目標(biāo)追蹤探測兩種，并且這兩種探測方式所適用的范圍也是各不相同[5]。具體來說，危險行為探測的職能是對發(fā)現(xiàn)的危險發(fā)出警報，響應(yīng)表示為控制系統(tǒng)能夠根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)信息做出相應(yīng)的反饋，涵蓋了報警信號與系統(tǒng)自動處理等信息。自動化控制系統(tǒng)中的管理功能是對平時的操作進(jìn)行智能化管控，并自動執(zhí)行控制系統(tǒng)中設(shè)定好的程序指令。此外系統(tǒng)中的存儲功能是對探測工作、管理工作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息以及系統(tǒng)日志等的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。

2.2 確定I/O地址

在進(jìn)行自動控制系統(tǒng)中PLC開發(fā)工作時，在初始階段就要完成I/O地址的確定，直接影響到后續(xù)開發(fā)工作的順利開展。在確定I/O點數(shù)時，要結(jié)合實際使用需求進(jìn)行，并認(rèn)識到系統(tǒng)的備用以及擴(kuò)充需求，保證選取的I/O點數(shù)能夠符合系統(tǒng)應(yīng)用需求[6]。離散輸入以及輸出接口的選型第一要考慮標(biāo)準(zhǔn)接口，在標(biāo)準(zhǔn)接口滿足不了應(yīng)用需求后可以考慮選取特殊接口，如圖2所示為PLC接線示意圖。以PLC為載體，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)通信PLC地質(zhì)數(shù)據(jù)管理，具備數(shù)據(jù)信息的收集、分析、篩選以及整合等多項功能，從而保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及信息服務(wù)工作的正常開展，同時還可以為各個功能配備適宜的數(shù)據(jù)接口。PLC地址數(shù)據(jù)管理能夠?qū)崿F(xiàn)的功能有數(shù)據(jù)信息共享、儲存以及處理三大板塊[7]。具體來說，要對獲取的大量數(shù)據(jù)信息開展整合與存儲工作，并依照數(shù)據(jù)的特征、來源以及時間等因素對其進(jìn)行分類管控，與此同時還可以對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、監(jiān)控以及轉(zhuǎn)化成報表形式等。數(shù)據(jù)信息的存儲一方面要滿足結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲需求，另一方面也要可以進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息的存儲與管控，甚至還要能夠滿足海量數(shù)據(jù)、復(fù)雜數(shù)據(jù)信息的處理需求。

2.3 系統(tǒng)控制元件的開發(fā)

系統(tǒng)控制模塊在電氣設(shè)備PLC自動控制系統(tǒng)中占據(jù)了十分關(guān)鍵的地位，在進(jìn)行系統(tǒng)控制元件開發(fā)過程中，必須要依照真實的狀況來開展科學(xué)規(guī)劃與分配工作，并進(jìn)行系統(tǒng)原始程序以及開發(fā)程序的輸入。由于電氣設(shè)備定位的特殊性，必須要保障PLC自動化控制系統(tǒng)運行的可靠性，開發(fā)人員需要將控制元件裝配到系統(tǒng)中，緊接著開展程序?qū)懭牍ぷ鳎谕瓿缮鲜龉ぷ骱箝_展檢測工作，確保開發(fā)的系統(tǒng)控制元件能夠達(dá)到實際應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

3 ?結(jié)語

綜上所述，隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，在電氣設(shè)備自動化控制系統(tǒng)中發(fā)揮了越來越重要的作用，在進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計時，要先評估控制任務(wù)，緊接著確定PLC系統(tǒng)規(guī)格，最后明確I/O模塊點數(shù)，在具體運用中，要確定PLC型號與功能、I/O地址以及系統(tǒng)控制元件。

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