試論電氣設備PLC控制系統(tǒng)的設計及應用

孟延明

摘要：如今，人們對生產(chǎn)發(fā)展的需要越來越高，對電氣設備的性能要求也越來越高，包括其工作的精度，工作的可靠性，工作的穩(wěn)定性。而將PLC應用于電氣設備上有效的解決了這一問題。本文主要闡述了電氣設備PLC控制系統(tǒng)的的特性，分析了電氣設備中設計和應用的情況，為PLC控制系統(tǒng)在電氣設備中的廣泛應用貢獻一份力量。

關(guān)鍵詞：電氣設備；PLC控制系統(tǒng)；調(diào)試

一、電氣設備中PLC控制系統(tǒng)的的特性

（一）實用性

在實際的應用過程中，PLC 具有的簡單、普遍、實用性強等特點更易于工程技術(shù)人員的理解和使用。PLC的接口非常有自身的特點，既簡單又直觀，其可編程性的特點與電路圖很相似。工作人員若想了解和掌握它在電氣自動化控制中的編寫方式和使用方法，僅需要了解邏輯控制中的PLC操作指令。

（二）抗干擾性

在設計PLC時，生產(chǎn)工藝采用了最先進的抗干擾技術(shù)，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)采用了大規(guī)模集成電路技術(shù)，還將自動檢測報警的硬件也安裝在了PLC上，所以PLC的抵抗干擾能力非常強。當設備的某個地方出現(xiàn)故障時，自動檢測報警裝置就會發(fā)出警報，讓維修人員更快更有效的解決問題。這些都是PLC在設計方法上的優(yōu)勢，致使PLC的抗干擾能力要強于傳統(tǒng)的技術(shù)，讓其在電氣控制和工業(yè)制造等方面的應用更有優(yōu)勢。

二、電氣設備PLC控制系統(tǒng)的設計

PLC控制系統(tǒng)完整的設計主要分為軟件系統(tǒng)設計和硬件系統(tǒng)設計兩個大部分。軟件系統(tǒng)的設計指的是編寫PLC 控制系統(tǒng)的程序，PLC控制系統(tǒng)的程序主要有三部分，分別是主程序部分、子程序部分以及中斷程序部分，從而達到控制電氣設備的軟硬件的目的；而硬件系統(tǒng)的設計主要有三個部分，分別是抗干擾設計、電氣設備控制元件選用設計和電氣設備控制系統(tǒng)設計。

（一）硬件系統(tǒng)的設計

在設計過程中，電氣設備PLC 控制系統(tǒng)硬件最重要的就是設計電氣設備的控制系統(tǒng)，整個電氣設備的硬件正常運行與電氣設備的控制系統(tǒng)緊密聯(lián)系在一起；為了控制電網(wǎng)、輸入輸出的電流以及外部配線等干擾，電氣設備中的抗干擾措施設計主要有電源的抗干擾設計、輸入輸出的抗干擾設計和外部配線的抗干擾設計等，這些設計既能有效的提高控制系統(tǒng)軟硬件工作的穩(wěn)定性，也能增強其對外界環(huán)境影響的適應能力。在硬件設計的過程中，選用元件的好壞對整個控制系統(tǒng)的硬件設計的影響是非常大的，所以，原件的選用也要十分的重視。

（二）軟件系統(tǒng)的設計

PLC控制系統(tǒng)軟件的設計應與硬件的設計同時同步的進行。系統(tǒng)軟件設計最重要任務和最關(guān)鍵的一環(huán)就是怎樣快速有效的將PLC控制系統(tǒng)的工藝流程圖轉(zhuǎn)化為梯形圖，編寫程序是軟件設計的具體表現(xiàn)。軟件的設計主要有以下兩大方面：第一個方面，設計PLC控制系統(tǒng)程序的思想?？刂乒こ虘弥械淖铌P(guān)鍵的一方面就是軟件設計的思想要優(yōu)秀。一個好的設計思想能讓軟件設計更易于工程技術(shù)人員理解和使用。在生產(chǎn)過程中，程序分為基本程序與模塊化程序兩種，這是根據(jù)復雜程度及結(jié)構(gòu)形式的不同來區(qū)分的?；境绦虻慕Y(jié)構(gòu)方式可以分成三部分，分別是順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)以及條件分支結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)工藝過程中，它可以獨立的或組合在模塊結(jié)構(gòu)中進行控制；具有明確的下級任務以及劃分為多個程序模塊來控制目標程序就是模塊化程序，對程序模塊分別進行編寫和調(diào)試，最后匯總成一個整體程序。這種設計思想利于修改，對較為復雜的生產(chǎn)過程非常適用；第二個方面，PLC控制系統(tǒng)的程序設計要點。PLC控制系統(tǒng)I/O應根據(jù)生產(chǎn)流水線從前至后點數(shù)逐漸增大；在進行編址時，為了便于維護，應盡可能將I/O信號集中起來，這樣對后期的維護提供了很大的便利，為了保證PLC系統(tǒng)正常運行，計數(shù)器等裝置不能使用相同的編號。

三、PLC控制系統(tǒng)在電氣設備中的應用

（一）模擬調(diào)試與聯(lián)機調(diào)試

PLC 控制系統(tǒng)的調(diào)試有模擬調(diào)試和在聯(lián)機調(diào)試兩個部分：第一個部分，模擬調(diào)試：先將斷開主電源，在將獨立出來的硬件進行模擬調(diào)試。在軟件部分的模擬調(diào)試過程中，先是利用開關(guān)、電位表以及萬用表等各種裝置輸入，然后在通過信號指示燈的變化來觀察軟件部分是否正常運作。若出現(xiàn)了錯誤，應反復進行修改和測試，直至輸出正確；第二個部分，聯(lián)機調(diào)試：進行系統(tǒng)聯(lián)機調(diào)試的前提是模擬測試正常。聯(lián)機調(diào)試的目的主要是軟件在實際的電路中是否能正常進行，即測試PLC 控制系統(tǒng)軟件和硬件之間的兼容性。如果聯(lián)機調(diào)試結(jié)果未能達到預期的效果，就需要重新修改和調(diào)試，直到符合預期的效果。

（二）開關(guān)量控制方式

可編程控制器自動化控制技術(shù)中最基本的形式就是開關(guān)量控制方式，這也是目前使用最廣泛的方式。PLC 的自動化應用中同時實現(xiàn)了邏輯與順序兩種控制方式。致使其代替了傳統(tǒng)的繼電器電路應用，它不僅適用于單獨控制設備，還可以應用到組合控制中。

（三）控制模擬量

在實際工業(yè)應用中，PLC 自動化控制技術(shù)可以記錄和跟蹤A/D 轉(zhuǎn)換和D/A 轉(zhuǎn)換出現(xiàn)的許多連續(xù)變化的模擬量，例如：溫度和濕度等，從而達到了實時監(jiān)控和分析可編程器模擬量的目的。

（四）集中式控制

通過一臺具有強大功能PLC 監(jiān)視系統(tǒng)同時控制多個設備的模式的就是集中式控制，它也是一種計算機自動化的控制模式，在這種控制模式下，都是由中央PLC 來配置執(zhí)行，并將各個設備之間的運行狀態(tài)以及聯(lián)系、監(jiān)控關(guān)系等等信息發(fā)送給它，相比于其他的控制系統(tǒng)，集中式控制設計具有更易用和更廉價的優(yōu)勢。但是這種控制方式的缺點也是非常明顯的，因為所有的程序都是由中央PLC 控制，只要是出現(xiàn)故障，就需要停止中央PLC，導致其它的設備都不能正常工作。

（五）分散控制系統(tǒng)

可編輯控制器在分散控制系統(tǒng)的應用中，任何一個受控對象都會對應著一臺PLC，在實踐中，工業(yè)使用分散控制系統(tǒng)來控制生產(chǎn)線的較多。因為每個控制對象只接受本身的PLC控制，所以避免了在使用中如果自身發(fā)生故障而導致其它設備的運行受到其影響。

四、小結(jié)

在新時代背景下，PLC 自動化電氣控制的應用能促進國家的經(jīng)濟與科技的發(fā)展，通過相關(guān)工作人員的不斷努力，我國電氣自動化控制的水平將穩(wěn)步提高。

參考文獻：

[1]吳雄鋒.淺談電氣設備自動控制系統(tǒng)中PLC的設計與運用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)（中旬刊），2014（7）：47-48.