電氣自動(dòng)化設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用

張志平

摘 要：為了靈活的控制自動(dòng)機(jī)床，或者是其他自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備，降低自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備的操作要求，人們研究出了PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)也叫可編程控制器，這種設(shè)備是將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與機(jī)械技術(shù)相結(jié)合，以適應(yīng)電氣自動(dòng)化發(fā)展的一種工業(yè)產(chǎn)品，是跨學(xué)科研究的結(jié)晶，PLC技術(shù)具有較高的可靠性，強(qiáng)大的實(shí)用性，對不同的電氣設(shè)備適應(yīng)力很強(qiáng)，在各個(gè)方面可以靈活的應(yīng)用，這些特點(diǎn)使其在自動(dòng)化領(lǐng)域它應(yīng)用范圍不斷被推廣，使用范圍越來越廣，涉及到的領(lǐng)域也越來越多，下文中將對PLC技術(shù)的技術(shù)原理，其在應(yīng)用領(lǐng)域中的貢獻(xiàn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：PLC；電氣設(shè)備自動(dòng)化；控制設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 PLC控制系統(tǒng)概述

PLC是可編程控制器的英文縮寫，其運(yùn)行核心是微處理器對電子設(shè)備的控制，依托于數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)，可用于工業(yè)生產(chǎn)的電子化控制，是電力系統(tǒng)尤其是電力系統(tǒng)的自動(dòng)控制中。自從二十世紀(jì)九十年代以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)不斷發(fā)展，現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)是可編程控制系統(tǒng)用于工業(yè)生產(chǎn)成為可能。依托數(shù)字領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，數(shù)字智能控制系統(tǒng)被引入各行各業(yè)中，PLC控制技術(shù)首先被應(yīng)用于汽車制造工業(yè)，并在這個(gè)領(lǐng)域取得了極大的成功。自從網(wǎng)絡(luò)信息化取得較大發(fā)展以后，PLC技術(shù)開始不斷的向電氣一儀表一計(jì)算機(jī)控制一體化方向發(fā)展。截止到目前為止，PLC技術(shù)以其自身便捷的安裝和調(diào)試性能，簡單的編輯方法，大的適應(yīng)能力等諸多特點(diǎn)，使其在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，成為了自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，得到了大家的廣泛關(guān)注和肯定。

2 PLC系統(tǒng)中抗干擾設(shè)計(jì)

2.1 電源部分

電源變壓器作為電源的主要元器件，其抗干擾設(shè)計(jì)對電源的整體性能至關(guān)重要，為了抵抗電網(wǎng)中的干擾，降低也干擾對電源的影響作用，應(yīng)選用隔離變壓器作為電源的主要電源變壓器使用，選用的變壓器的容量應(yīng)高于設(shè)計(jì)額度一點(diǎn)二到一點(diǎn)五倍，并且在投入使用的過程中，將變壓器的屏蔽層進(jìn)行良好的接地處理，使用雙絞線作為次級線圈帶連接線，減小電源線之間的干擾，如果客觀條件允許的情況下，可以在PLC的控制電源和隔離變壓器之間增加濾波器，這樣可以是干擾信號經(jīng)濾波器隔離后大大減弱信號的強(qiáng)度，在變壓器初級和次級連接線都要用雙絞線連接，這樣可以增加系統(tǒng)的可靠性。

2.2 輸入輸出信號的抗干擾設(shè)計(jì)

輸入輸出部分的設(shè)計(jì)可采用絕緣I/O模塊，這樣可實(shí)現(xiàn)輸入、輸出信號避免受到干擾。對于輸入信號的抗干擾設(shè)計(jì)，其輸入線之間的差模干擾可以利用輸入模塊濾波來減小干擾，利用控制器的接地來抑制輸入線與大地間的共模干擾。輸出電路的抗干擾設(shè)計(jì)需要根據(jù)PLC的輸出能力來確定具體形式，若負(fù)載超出了PLC的輸出能力，則需要在外接繼電器或接觸器。

2.3 外部配置

對于外部的信號傳輸線路，由于線路之間的電流存在互感現(xiàn)象，所以應(yīng)該分別使用各自的電纜，輸入輸出交流或直流信號，電纜不可混用，在輸入輸出信號線會(huì)合的集成電路和晶體管部分，需要使用具有屏蔽功能的電了，以避免信號之間的相互干擾，對于屏蔽電纜在安裝時(shí)，輸入輸出端要懸空安裝，在控制器安裝的一側(cè)，需要進(jìn)行接地設(shè)計(jì)。如果在30厘米以內(nèi)短距離配置PLC控制系統(tǒng)配線時(shí)，直流和交流信號線要分別使用不同的線纜，防止彼此相互串?dāng)_，是在輸入線少使用記得屏蔽功能的電纜，這種情況下可嘗試交流和直流信號使用同一電纜進(jìn)行信號傳輸，如果距離在30到300米之間，則必須使用屏蔽輸入線，并且不能用同一電纜傳輸直流交流電信號，當(dāng)傳輸距離大于300米時(shí)，需要利用中級機(jī)電器件休息好的轉(zhuǎn)化和加強(qiáng)，或者使用專用的遠(yuǎn)程I/O通道。

3 PLC控制系統(tǒng)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用

3.1 PLC在機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用

通用機(jī)床是一種典型的機(jī)械，液壓和電氣一體化協(xié)作控制的加工機(jī)械，傳統(tǒng)的機(jī)床控制設(shè)備，是以繼電器，接觸器為主體的控制裝備，其組成的控制部分故障較多，不要修理和維護(hù)。PLC控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)地顯示各主體設(shè)備的運(yùn)行情況，便于操作者查詢，對狀態(tài)的實(shí)時(shí)變化監(jiān)控，可以保證如果部分設(shè)備出現(xiàn)故障，PLC控制系統(tǒng)可以在顯示器中及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障位置，并且通過聲音和畫面報(bào)警，在這種監(jiān)管，監(jiān)控一體化的系統(tǒng)中，很好的保證了機(jī)床的安全穩(wěn)定和自動(dòng)運(yùn)行，在實(shí)際的具體運(yùn)用中取得了非常好的效果。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

在PLC內(nèi)部程序上采取抗干擾措施。儀表與PLC分柜安裝，增加了抗干擾能力。

3.3 硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)工廠的實(shí)際生產(chǎn)工藝需要，以及控制設(shè)備的數(shù)量要求，確定PLC系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確的確定出離散點(diǎn)數(shù)和模擬量的，生產(chǎn)現(xiàn)場的外界環(huán)境，考慮周邊的干擾因素，選取適合的模塊作為主控制單元，上下位機(jī)分別采用不同工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場電氣設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)或單動(dòng)控制。此外還需一個(gè)終端進(jìn)行通信，通過打印機(jī)打印所需各種記錄。

3.4 軟件設(shè)計(jì)

在軟件設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境，考慮到軟件的穩(wěn)定性和安全性等多方面因素，對PLC系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)，盡可能簡化操作方法，根據(jù)客戶的要求，采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案。PLC系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)分為上位機(jī)的設(shè)計(jì)和下位機(jī)的設(shè)計(jì)。用戶界面可采用Windows NT環(huán)境下的界面，操作方式采用鼠標(biāo)點(diǎn)擊下拉菜單的方式。監(jiān)控軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)方式編制。其具體程序框圖如圖1。

下位機(jī)的編程軟件可采用美國AB公司的RSLOGIX500，它是一個(gè)32位窗口梯形邏輯編程包。此編程軟件非常適用于Windows NT環(huán)境，具有直觀、親切的Windows界面，靈活的梯形圖編輯器，有助于用戶提高性能，節(jié)約時(shí)間和改時(shí)生產(chǎn)率。

總而言之，在目前的自動(dòng)化工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，PLC控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，其眾多優(yōu)點(diǎn)被廣大的用戶所承認(rèn)，其良好的穩(wěn)定性，便捷的操作性，簡易的可安裝性能，給各個(gè)層次的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化改進(jìn)，提供了優(yōu)良的服務(wù)，帶動(dòng)了整個(gè)制造工業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程，面對當(dāng)前的局面，PLC控制系統(tǒng)，以及研究者，包括使用者需要通力合作，提高PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全性，使之可以更好的為廣大應(yīng)用的服務(wù)，

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