西門子PLC在電氣動系統(tǒng)中的應(yīng)用

史益民

摘要：在我國社會經(jīng)濟水平不斷提升的背景下，越來越多的科學(xué)技術(shù)被運用到各個領(lǐng)域中，尤其是電氣領(lǐng)域中，大大提升了電氣領(lǐng)域的整體發(fā)展水平。工作人員將西門子PLC技術(shù)運用于電氣動系統(tǒng)中，能夠充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，對電氣動系統(tǒng)進行實施控制與全過程自動化管理，從而提高電氣動系統(tǒng)的工作效率，推動電氣領(lǐng)域的健康發(fā)展。本文簡要分析了電氣動系統(tǒng)基本原理、特點與構(gòu)成，對西門子PLC在電氣動系統(tǒng)中的應(yīng)用進行深入探究。

關(guān)鍵詞：西門子PLC;電氣系統(tǒng);應(yīng)用路徑

西門子PLC技術(shù)是一種基于現(xiàn)代自動化控制產(chǎn)生的新興技術(shù)，是由德國西門子公司研發(fā)、生產(chǎn)出來的可編程序控制器，其具有良好的自動化控制能力，常見型號為：S7-40、LOGO、S7-200等。相較于傳統(tǒng)控制器，西門子PLC系統(tǒng)具有硬件設(shè)備體積較小、運行效率較高、規(guī)范化程度較高的特點，且其性能良好，型號豐富，能夠滿足不同場景下的電氣動系統(tǒng)運行需求。在實際使用的過程中，西門子PLC系統(tǒng)可以細化分為布爾助記、梯形圖、編程代碼等不同的控制形式，能夠?qū)崿F(xiàn)五聲元件連接，且操作便捷，具有較強的實用價值。要想在最大程度上發(fā)揮西門子PLC的應(yīng)用價值，建議工作人員結(jié)合電氣系統(tǒng)的實際情況，開展具體的方案設(shè)計，同時合理選擇硬件設(shè)備，優(yōu)化設(shè)計電氣動系統(tǒng)的運行流程與電氣回路，以此提高電氣動系統(tǒng)的整體性能[1]。

一、電氣系統(tǒng)基本原理、電氣動系統(tǒng)的特點與構(gòu)成

（一）電氣系統(tǒng)基本原理

電氣系統(tǒng)就是指在機械、紡織、印刷、電子、交通等行業(yè)的自動化生產(chǎn)與控制過程中，運用的多種傳統(tǒng)系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)與過程監(jiān)控系統(tǒng)，具體可以細化分為：氣動系統(tǒng)、液動系統(tǒng)、電動系統(tǒng)、電氣動系統(tǒng)與電液動系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，其主要內(nèi)容均為：傳動機制與控制機制，且不同系統(tǒng)之間的區(qū)別主要為控制元件區(qū)別、傳統(tǒng)介質(zhì)區(qū)別、執(zhí)行元件區(qū)別等。

（二）電氣動系統(tǒng)特點

電氣動系統(tǒng)兼顧電動系統(tǒng)與氣動系統(tǒng)的優(yōu)勢，具有良好的系統(tǒng)傳動效率與傳統(tǒng)效果，且訊號傳輸速率較快，傳輸距離較長，系統(tǒng)設(shè)備的使用周期較長。此外，電氣動系統(tǒng)還具有操作便捷、體積小、對外界環(huán)境不存在污染等優(yōu)勢;同時其具有一定的不足，比如：執(zhí)行元件運動速度范圍較小、系統(tǒng)運行噪音較大等。因此，建議工作人員進一步引進西門子PLC，充分發(fā)揮PLC的技術(shù)優(yōu)勢，全面控制電氣動系統(tǒng)的運行過程，有效提高運動速度與范圍可調(diào)節(jié)性，強化其綜合性能[2]。

（三）電氣動系統(tǒng)構(gòu)成

現(xiàn)階段，電氣動系統(tǒng)（如圖一）主要由三大部分構(gòu)成，分別為：

第一，能量供應(yīng)系統(tǒng);這一部分是電氣動系統(tǒng)的動力來源，為電氣動系統(tǒng)中的各個執(zhí)行元件、零構(gòu)件系統(tǒng)運行驅(qū)動力，促使其能夠正常運行，以此帶動電氣動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，比如：電氣控制系統(tǒng)中的電源部分。在一些大型工程中，工作人員引進多個電氣動系統(tǒng)，將其分別安裝在不同的位置與車間，實現(xiàn)一鍵控制，同時能夠?qū)崿F(xiàn)各個車間中的聯(lián)動控制[3]。

第二，電氣控制系統(tǒng);電氣控制系統(tǒng)相當于電氣動系統(tǒng)中的“大腦”、“中樞神經(jīng)”，能夠在不同的環(huán)境中結(jié)合實際情況作出一定的反應(yīng)，且根據(jù)事前設(shè)定好的指令進行動作，舉例分析，在汽車車門位置，存在一個開啟系統(tǒng)，這一開啟系統(tǒng)的運行需要依靠內(nèi)部氣缸推動，而氣缸中的活塞如何運動，則是由電氣控制系統(tǒng)所控制的。關(guān)于電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可以劃分為：處理元件、輸入元件;其中輸入元件就是電氣控制系統(tǒng)對信號的獲取、接收、處理與反饋，比如：按鈕、開關(guān);處理元件就是將接受到的信號結(jié)合事前設(shè)置好的制定，開展邏輯控制作業(yè)，比如：繼電器、電磁網(wǎng)等。

第三，氣動執(zhí)行系統(tǒng)。這一部分相當于電氣動系統(tǒng)的“四肢”，就是電氣動系統(tǒng)的執(zhí)行部分，也是電氣動系統(tǒng)的終端輸出環(huán)節(jié)。工作人員通過發(fā)出指令，促使電氣動系統(tǒng)開始運行，氣動執(zhí)行系統(tǒng)受到控制系統(tǒng)發(fā)出的指令，會按照事前設(shè)置好的方案執(zhí)行指令[4]。

二、西門子PLC在電氣動系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）應(yīng)用方案分析

要想將西門子PLC運用于電氣動系統(tǒng)中，建議工作人員從整體角度規(guī)劃應(yīng)用方案，首先，啊喲利用磁場是傳感器控制電氣動系統(tǒng)傳送模塊兩氣缸中的的極端位置，同時利用“二位五通”的方式解決氣缸的伸出與回縮問題，其中原理就是利用雙控電磁換向閥控制電氣動系統(tǒng)的“接通”與“斷開”的功能，實現(xiàn)得電、失電的控制。

在電氣動系統(tǒng)中，工作人員可以結(jié)合其結(jié)構(gòu)情況，分別引進上位機PC、下位機PLC，同時在輸入部分采用不同形式的傳感器，在控制部分采用電磁換向閥;還要優(yōu)化設(shè)計氣動執(zhí)行元件系統(tǒng)，全面整合電氣動系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。在實際設(shè)計與應(yīng)用的過程中，工作人員可以根據(jù)電氣動系統(tǒng)的運行需求，引進聯(lián)想旭日150C型號的上位機PC，將其連接到西門子PLC系統(tǒng)的接入口，實現(xiàn)PLC與PC的連接，實現(xiàn)對電氣動系統(tǒng)中其他設(shè)備的控制，此時一旦系統(tǒng)發(fā)生異常就會自動啟動報警信號，以此避免在運行的過程中發(fā)生故障問題[5]。

（二）靈活選擇硬件

要想將西門子PLC運用于電氣動系統(tǒng)中，建議工作人員靈活選擇硬件設(shè)施，提高硬件選型的科學(xué)性。在電氣動系統(tǒng)的西門子PLC應(yīng)用的過程中，建議工作人員合理選擇不同的構(gòu)成元件，比如：選擇4個磁場式的PNP型的數(shù)字量傳感器，選擇4個電磁換向閥，選擇1個報警燈與指示燈的控制器。此外，建議工作人員根據(jù)電氣動系統(tǒng)的運行情況，選擇合適的電源模板，比如：PS307 5A型號，控制輸入電壓為230V，控制輸出電源型號為DC24V。在選擇CPU時，工作人員可以引進CPU314，利用其中的RAM40KB模塊，實現(xiàn)MPI接口與操作顯示器之間的聯(lián)通[6]。

（三）優(yōu)化設(shè)計氣動回路與流程

要想將西門子PLC運用于電氣動系統(tǒng)中，建議工作人員要優(yōu)化電氣動系統(tǒng)的氣動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，科學(xué)設(shè)計氣動回路。工作人員要結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，根據(jù)設(shè)備的運行需求，按照輸入與輸出的電表情況，嚴格依照規(guī)范要求，認真安裝控制回路;在這一過程中，工作人員需要注意現(xiàn)場的接地處理，提高回路的運行效率，避免其在運行的過程中受到干擾，影響通訊信號的傳輸。此外，關(guān)于西門子PLC的系統(tǒng)流程，工作人員可以引進SIMATIC STEP7軟件，編制系統(tǒng)流程，充分發(fā)揮西門子PLC在電氣動系統(tǒng)中的應(yīng)用價值。

結(jié)語：

綜上所述，要想將西門子PLC應(yīng)用于電氣動系統(tǒng)中，提升電氣動系統(tǒng)的整體運行效率，工作人員要能夠明確西門子PLC的運行原理、系統(tǒng)特點與基本構(gòu)成，關(guān)注西門子PLC在電氣動系統(tǒng)中的應(yīng)用定位與目標，考慮到電氣動系統(tǒng)的運行需求與提升目標，優(yōu)化設(shè)計西門子PLC的應(yīng)用方案，充分和發(fā)揮其易于維護與操作、可靠性較強的特點。現(xiàn)如今，越來越多的西門子PLC技術(shù)運用于電氣動系統(tǒng)中，且展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景與發(fā)展空間，對我國電氣領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。

參考文獻：

[1]張小平，李健，楊小峰.預(yù)分支底盤電氣CAN總線系統(tǒng)線束的設(shè)計和制造[J].光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù)，2020（03）：21-24.

[2]姜盈盈.基于智能技術(shù)的電氣自動化控制系統(tǒng)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020（18）：80-81.

[3]劉偉，李欣.關(guān)于智能建筑設(shè)備電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計的探討[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2020，28（16）：26.

[4]林磊.探討電力系統(tǒng)運行中電氣自動化的有效應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2020，28（16）：37-38+112.

[5]姬裕江，姚燕.PLC在雙動液壓機電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].煤礦機械，2010，31（07）：188-189.

[6]張君艷.西門子PLC在電氣動系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機電設(shè)備，2007（10）：19-20+7.