淺議PLC控制系統(tǒng)在電氣設(shè)備中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘 要：PLC控制系統(tǒng)是一種較為先進(jìn)的電氣設(shè)備控制系統(tǒng)，它主要是利用相關(guān)軟元件來代替繼電器、執(zhí)行邏輯等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)一步的操作控制。本文就PLC控制系統(tǒng)的相關(guān)情況進(jìn)行概括，并就其在電氣設(shè)備中的設(shè)計(jì)和應(yīng)用情況進(jìn)行分析和討論，從而更好的提高電氣設(shè)備的運(yùn)行效率，推動(dòng)PLC控制系統(tǒng)在電氣設(shè)備中的進(jìn)一步應(yīng)用和推廣。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備 PLC控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TS190.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）04（b）-0005-02

隨著社會(huì)時(shí)代的不斷變化發(fā)展，可編程序控制器技術(shù)也在飛速的進(jìn)步和改進(jìn)，PLC控制系統(tǒng)就是其中一項(xiàng)較為先進(jìn)的控制技術(shù)。它能夠適用于較為惡劣的工業(yè)環(huán)境當(dāng)中，并具重量輕、體積小、性價(jià)比高等特點(diǎn)。本文就PLC控制系統(tǒng)的相關(guān)情況進(jìn)行概括，并就其在電氣設(shè)備中的設(shè)計(jì)和應(yīng)用情況進(jìn)行分析和討論，從而更好的提高電氣設(shè)備的運(yùn)行效率，推動(dòng)PLC控制系統(tǒng)在電氣設(shè)備中的進(jìn)一步應(yīng)用和推廣。

1 PLC控制系統(tǒng)的概述

1.1 PLC的定義

PLC是英文Programmable Logic Controller的縮寫，中文翻譯為可編程邏輯控制器。PLC控制系統(tǒng)主要是將能夠進(jìn)行編程的存儲(chǔ)器應(yīng)用在內(nèi)部的存儲(chǔ)程序當(dāng)中，從而進(jìn)行控制、算術(shù)、邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù)操作、順序定時(shí)等等面向用戶的相關(guān)指令的執(zhí)行控制系統(tǒng)。PLC控制系統(tǒng)主要是利用模擬或數(shù)字的輸入/輸出方式向各類生產(chǎn)過程或者機(jī)械設(shè)備進(jìn)行操作控制的。

1.2 PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

PLC控制系統(tǒng)從本質(zhì)上來說，就是一種運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)性控制類計(jì)算機(jī)，因此它的系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)的組成同其他普通的微型計(jì)算機(jī)也大體相同，基本都包括有：存儲(chǔ)器；CPU（中央處理器）；電源；輸入接口；輸出接口電路；功能模塊；通信模塊等等。

1.3 PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn)主要包括有：使用方便、編程簡(jiǎn)單；適應(yīng)性強(qiáng)；功能性強(qiáng)；性能價(jià)格比較高；硬件配套較為齊全；可靠性較高；抗干擾能力強(qiáng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試、安裝等工作量少；維修方便簡(jiǎn)單等。在這其中，最為突出的特點(diǎn)就是利用內(nèi)部編程軟元件代替了傳統(tǒng)繼電器中邏輯控制電路的中間和時(shí)間繼電器，簡(jiǎn)化了電氣設(shè)備的線路控制，有效提高了設(shè)備控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和有效性。

2 PLC控制系統(tǒng)在電氣設(shè)備中的設(shè)計(jì)

PLC控制系統(tǒng)在電氣設(shè)備當(dāng)中的設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容，即。

2.1 對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行評(píng)估

在電氣設(shè)備中進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其首要的工作就是對(duì)其任務(wù)進(jìn)行評(píng)估，以確定該設(shè)備是否能夠應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)的類型（單臺(tái)控制系統(tǒng)；多臺(tái)控制系統(tǒng)）以及PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行方式（分級(jí)控制；分散控制）。在對(duì)PLC控制任務(wù)進(jìn)行評(píng)估時(shí)，要著重注意以下幾個(gè)方面得到內(nèi)容，即。

（1）PLC系統(tǒng)應(yīng)用在電氣設(shè)備中的相關(guān)可靠性的要求。

（2）PLC系統(tǒng)控制的規(guī)模大小。

（3）PLC控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度情況。

（4）PLC控制系統(tǒng)的工藝復(fù)雜程度。

2.2 選擇PLC控制系統(tǒng)的機(jī)型

在整個(gè)的控制系統(tǒng)中，PLC機(jī)是其核心的部件。因此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行電氣設(shè)備的PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要合理、科學(xué)的選擇PLC的機(jī)型，以便于更好的提高PLC控制系統(tǒng)在各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)上的水平。通常情況下，對(duì)PLC控制系統(tǒng)機(jī)型的選擇要著重注意以下幾個(gè)方面得到內(nèi)容，即。

（1）選擇合適的機(jī)器型號(hào)。

（2）選擇合適的容量大小。

（3）選擇配套的輸入電源模塊。

（4）選擇配套的輸出電源模塊。

2.3 確定I/O的點(diǎn)數(shù)

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行I/O模塊點(diǎn)數(shù)和種類的確定時(shí)，是根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中統(tǒng)計(jì)得到的輸入、輸出的數(shù)量級(jí)種類所決定的，同時(shí)，還要全面的分析考慮控制對(duì)象同PLC之間的信號(hào)性質(zhì)、信號(hào)關(guān)系等等，進(jìn)而對(duì)PLC控制系統(tǒng)中的用戶存儲(chǔ)器容量進(jìn)行合理的估算。

2.4 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)時(shí)，必須要首先保證它的完整性，具體注意兩大方面的設(shè)計(jì)內(nèi)容，即：軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)。要確保這二者之間的相互配合和牽制的相輔相成關(guān)系。

（1）軟件設(shè)計(jì)。主要包括的設(shè)計(jì)內(nèi)容是控制系統(tǒng)中程序的編寫。通常包括對(duì)對(duì)軟件的控制程序以及對(duì)硬件的控制程序。

（2）硬件設(shè)計(jì)。主要包括的設(shè)計(jì)內(nèi)容是抗干擾設(shè)計(jì)、控制器設(shè)計(jì)、電路連接設(shè)計(jì)等。（圖1）

2.5 調(diào)試系統(tǒng)

對(duì)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最后一步就是進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試。這是非常重要的一步，其內(nèi)容主要包括兩個(gè)階段，即：第一階段的模擬調(diào)試以及第二階段的聯(lián)機(jī)調(diào)試。具體包括。

（1）模擬調(diào)試。這是第一階段的調(diào)試，主要任務(wù)就是確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合相應(yīng)的工藝要求。在調(diào)試過程中，可以在系統(tǒng)外面接入適當(dāng)量的輸入開關(guān)，并將其作為模擬信號(hào)，并通過輸出端子處的二極發(fā)光管，觀察PLC系統(tǒng)的輸出情況。

（2）聯(lián)機(jī)統(tǒng)調(diào)。在進(jìn)行完模擬調(diào)試后，就可以進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試了。在調(diào)試過程中，通常要屏蔽外部的輸出，之后運(yùn)用編程器進(jìn)行分級(jí)分段的監(jiān)控調(diào)試。

（3）對(duì)安全措施進(jìn)行全面、徹底的檢查。設(shè)計(jì)人員要在全部調(diào)試工作結(jié)束后，對(duì)系統(tǒng)的安全措施進(jìn)行全面、徹底、詳細(xì)的檢查，以確保PLC控制系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確無誤的投入運(yùn)行。并進(jìn)行備份處理，以防止程序的破壞或丟失。

3 PLC控制系統(tǒng)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用

PLC控制系統(tǒng)在電氣設(shè)備當(dāng)中的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容，即。

（1）選擇電源。

通常情況下，在選擇電源時(shí)，要著重考慮電流的輸出情況，即確保電源額定的輸出電流大于I/O模塊、處理器模塊以及專用模塊等所消耗的電流總和。

（2）選擇機(jī)型和功能模板。

在進(jìn)行機(jī)型的選擇時(shí)，要考慮系統(tǒng)運(yùn)行的功能性和可靠性，以及所用控制系統(tǒng)的相應(yīng)類型。并根據(jù)所選的機(jī)型，進(jìn)行相關(guān)功能模塊的選擇。

（3）設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制的元器件。

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制的元器件時(shí)，主要包括的內(nèi)容有：設(shè)計(jì)系統(tǒng)的初始化程序；分配存儲(chǔ)器的空間；編制各功能的子程序；確定專用存儲(chǔ)器；設(shè)計(jì)其他輔助程序以及故障應(yīng)急措施等等。

（4）選擇I/O模塊。

對(duì)I/O模塊的選擇，首先要做的就是對(duì)I/O模塊點(diǎn)數(shù)的確定，之后要對(duì)系統(tǒng)的輸入、輸出進(jìn)行離散，并模擬控制系統(tǒng)的輸入、輸出。最后，再進(jìn)行特殊功能的輸入、輸出。

（5）系統(tǒng)的接線和安裝。

即將控制系統(tǒng)中的PL、接觸器、熔斷器以及轉(zhuǎn)換開關(guān)等裝置在同一塊配線板上面。并按照PLC系統(tǒng)的接線圖進(jìn)行相應(yīng)的安裝。

（6）調(diào)試控制系統(tǒng)。

在進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試工作時(shí)，要著重進(jìn)行對(duì)其軟件的調(diào)試工作。

（7）試運(yùn)行控制系統(tǒng)。

對(duì)PLC控制系統(tǒng)調(diào)試完成后，就可以進(jìn)入系統(tǒng)的試運(yùn)行階段。在這期間，設(shè)計(jì)人員要密切的觀察和注視PLC控制系統(tǒng)的全部運(yùn)行情況，當(dāng)遇到相應(yīng)問題時(shí)，要及時(shí)的進(jìn)行停機(jī)處理，并認(rèn)真的分析問題產(chǎn)生的原因，進(jìn)而運(yùn)用正確的措施進(jìn)行解決。

（8）對(duì)技術(shù)文件進(jìn)行整理和編制。

（9）交付使用。

4 結(jié)語

在電氣設(shè)備中應(yīng)用了PLC控制系統(tǒng)后，能夠大大簡(jiǎn)化過去傳統(tǒng)的復(fù)雜繼電器邏輯，提高了電氣系統(tǒng)的安全性和可靠性。同時(shí)，PLC系統(tǒng)的操作簡(jiǎn)單、故障率低，運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便等特點(diǎn)，也使得PLC控制系統(tǒng)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用范圍越來越廣泛，提高了電氣設(shè)備的現(xiàn)代化、自動(dòng)化水平，因此，應(yīng)該在電氣設(shè)備中大力推廣PLC控制系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]張明輝.電氣設(shè)備的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].科技傳播，2012（5）.

[2]姜仲秋.電氣設(shè)備PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].金陵科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（3）.

[3]熊建偉.PLC控制系統(tǒng)在電氣設(shè)備中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].華章，2010（36）.

[4]關(guān)曉冬.PLC控制系統(tǒng)在電氣設(shè)備中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].中國(guó)科技縱橫，2011（22）.

[5]黃道慶.PLC控制系統(tǒng)在電氣設(shè)備中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2011（21）.