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

楊琳

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的提升，極大的帶動(dòng)了我國科學(xué)技術(shù)水平的提升，而隨著我國工業(yè)化在我國經(jīng)濟(jì)中占有的地位越來越重要，，使得PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用的合理性就變得極為重要。此外，在電氣設(shè)備中，PLC控制系統(tǒng)可以有效的分析與計(jì)算其中運(yùn)行設(shè)備的參數(shù)，進(jìn)而有助于將電氣設(shè)備的工作效率與應(yīng)用水平進(jìn)行提升，所以PLC控制系統(tǒng)對于電氣設(shè)備的發(fā)展有著重要的幫助作用。因此，文章將對電氣設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用方面進(jìn)行詳盡的探討。

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)：TM921.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）17-0175-02

Abstract： With the improvement of the speed of our country's economic development， the level of science and technology in our country has been greatly promoted. With the increasing importance of industrialization in our economy， the rationality of the design and application of PLC control system becomes extremely important. In addition， PLC control system in electrical equipment can effectively analyze and calculate the parameters of the running equipment， which will help to improve the working efficiency and application level of electrical equipment. Therefore， the PLC control system has an important role in the development of electrical equipment. Therefore， the design and application of PLC control system in electrical equipment will be discussed in detail in this paper.

Keywords： electric equipment； PLC control system； design； application

在現(xiàn)階段，工業(yè)化發(fā)展速度隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的持續(xù)增長而有著顯著的提升，并且其已經(jīng)在我國經(jīng)濟(jì)中占有重要的比例。與此同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升，PLC控制技術(shù)得以獲得了發(fā)展，并且取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果，而且有助于將電氣設(shè)備的工作性能與運(yùn)行效率有著較大幅度的提升。另外，對于電氣設(shè)備而言，PLC控制技術(shù)的不斷優(yōu)化與完善有助于增強(qiáng)電氣設(shè)備中各項(xiàng)功能，所以有助于電氣設(shè)備今后發(fā)展速度的提升。鑒于此，由于在電氣設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的重要性越來越明顯，所以加強(qiáng)對電氣設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用就有著極為顯著的意義。

1 PLC技術(shù)相關(guān)理論

在PLC控制系統(tǒng)當(dāng)中，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，需要其中的軟件與硬件有效的配合方可，并且對于PLC控制系統(tǒng)中的軟件而言，用戶可以根據(jù)自身需求來進(jìn)行程序的編寫，以便有效的完成用戶所需求的控制工作。下面將對PLC控制系統(tǒng)當(dāng)中的軟件與硬件的組成進(jìn)行詳盡的敘述。

1.1 PLC控制系統(tǒng)硬件的構(gòu)成

對于電氣設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)來講，其中的硬件部分主要由基本控制單元，擴(kuò)展單元以及編程器等所組成。與此同時(shí)，在基本控制單元中，其主要由存儲(chǔ)器、中央處理器、I/O模塊、外圍接口以及電源等硬件所組成。擴(kuò)展單元的作用則用于增加I/O模塊數(shù)量以及特殊功能等，以便有效的滿足自動(dòng)化控制當(dāng)中的各類需求，例如，定位控制、高速計(jì)數(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信等。編程器的作用則是提供用戶輸入以及控制程序的調(diào)試等工作。

1.2 PLC控制系統(tǒng)軟件的構(gòu)成

在PLC控制系統(tǒng)當(dāng)中，軟件指的是滿足各種控制需求的程序集合。其中，對于PLC控制系統(tǒng)中的軟件而言，按照功能不同可分為系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件。通常來講，系統(tǒng)軟件指的是系統(tǒng)的管理程序以及用戶指令解釋的程序，通常系統(tǒng)軟件的編寫主要由PLC控制系統(tǒng)的制造廠商所編寫，并且為了防止用戶對此進(jìn)行讀取與修改，系統(tǒng)軟件通常被固化在系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器當(dāng)中。對于應(yīng)用軟件而言，其編制主要由PLC編程語音來完成，并且依據(jù)用戶的控制要求來獲得執(zhí)行。其中，在PLC編程語音當(dāng)中，存在數(shù)量不一的形式，但是如要對此進(jìn)行分類，其主要可以分為圖形符號(hào)表達(dá)程序、文字符號(hào)表達(dá)程序兩大類。在PLC編程過程中，圖形符號(hào)語言是最為常用的語言類型，并且其優(yōu)點(diǎn)也比較明顯，例如，可讀性強(qiáng)、易于掌握以及編程簡單等。與此同時(shí)，PLC圖形符號(hào)表達(dá)方式應(yīng)注意遵從下列原則：（1）在PLC內(nèi)部寄存器中，動(dòng)合觸點(diǎn)以及動(dòng)斷觸點(diǎn)兩種基本符號(hào)存在其中，并且同一標(biāo)號(hào)的觸點(diǎn)可以反復(fù)、多次的使用。（2）圖形符號(hào)圖中的輸出使用符號(hào)用“線圈”來進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并且在輸出繼電器中，輸出變量的同一標(biāo)號(hào)不可多次重復(fù)的使用其觸點(diǎn)，只可使用一次。（3）圖形符號(hào)的輸出應(yīng)以從上到下、從左到右的方向標(biāo)記出，同時(shí)母線應(yīng)從各個(gè)邏輯行中開始，從左側(cè)標(biāo)記出動(dòng)斷觸點(diǎn)或者動(dòng)合觸點(diǎn)，特別應(yīng)當(dāng)注意在最左端標(biāo)記出并聯(lián)節(jié)點(diǎn)，輸出變量可標(biāo)記在右側(cè)，但是不可串聯(lián)。

2 PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)方法

對于電氣設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)而言，其程序設(shè)計(jì)存在多種方法，所以在設(shè)計(jì)PLC控制程序設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求來對最為合理的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行選擇，并且對于細(xì)節(jié)方面應(yīng)多加注意考慮，同時(shí)依據(jù)用戶對于PLC控制系統(tǒng)自動(dòng)化方面的控制要求，來對相關(guān)控制程序間詳盡的分析，以便程序可以得到良好的優(yōu)化，有助于PLC控制程序設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。與此同時(shí)，在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，繼電器圖形設(shè)計(jì)方法在其中有著廣泛的應(yīng)用，所以下面將對繼電器圖形設(shè)計(jì)方法進(jìn)行詳盡的介紹。在繼電器圖形設(shè)計(jì)方法當(dāng)中，首先需要注意重新對軟硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分。其中，在軟硬件進(jìn)行劃分過程中，應(yīng)注意保留輸入信號(hào)，以便PLC控制系統(tǒng)當(dāng)中的軟件功能可以得到充分的保障，例如，PLC控制系統(tǒng)當(dāng)中的定時(shí)、邏輯以及計(jì)數(shù)等內(nèi)容。與此同時(shí)，將PLC控制系統(tǒng)當(dāng)中的外部驅(qū)動(dòng)部件以及隔離部件進(jìn)行保留，并且在相應(yīng)的處理之后，便可以得到PLC外部I/O連接圖。其次，需要完成等效邏輯轉(zhuǎn)換工作，由于在編程原理當(dāng)中，繼電器圖形結(jié)構(gòu)形式與PLC圖形結(jié)構(gòu)形式較為相似，所以應(yīng)以實(shí)際情況為出發(fā)點(diǎn)，對兩者之間進(jìn)行等效的邏輯轉(zhuǎn)換工作。最后，采取措施避免出現(xiàn)重復(fù)輸出的錯(cuò)誤。如果在同一程序中存在多個(gè)邏輯行賦值，則對于同一繼電器線圈而言，會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)邏輯控制混亂。此外，盡管用戶程序根據(jù)PLC循環(huán)掃描的方式來進(jìn)行執(zhí)行，集中在I/O點(diǎn)進(jìn)行更新，所以多次對同一個(gè)變量進(jìn)行賦值，則僅僅是最后一次的賦值有效。因此，在程序設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，有關(guān)人員應(yīng)盡量杜絕賦值多次的情況發(fā)生，以便從根本上確?？刂瞥绦虻暮侠硇砸约罢_性。

3 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用原則

通常來講，PLC技術(shù)在應(yīng)用過程中由于需要涉及較多的專業(yè)以及細(xì)節(jié)，所以其具有較強(qiáng)的專業(yè)性。因此，為了保證PLC技術(shù)可以在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中得到充分有效的應(yīng)用，應(yīng)在其應(yīng)用環(huán)節(jié)中注意遵從下列原則。即：（1）合理對PLC設(shè)備進(jìn)行選型。隨著PLC技術(shù)不斷持續(xù)的發(fā)展，使得各類PLC控制設(shè)備在市場中廣泛出現(xiàn)。因此，在選擇PLC設(shè)備過程中，有關(guān)人員應(yīng)對電氣設(shè)備的工作環(huán)境以及自動(dòng)化控制要求來進(jìn)行充分的考慮，確保PLC設(shè)備可以獲得充分的維護(hù)，保障其運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。例如，如果電氣設(shè)備的工作環(huán)境較為良好，并且具有的維護(hù)量以及維修量，此時(shí)可選擇使用整體式結(jié)構(gòu)的PLC設(shè)備。與此同時(shí)，在選擇PLC設(shè)備時(shí)應(yīng)注意其具有更加科學(xué)合理的性價(jià)比。（2）確保程序保證在最優(yōu)化的狀態(tài)。PLC控制程序在編制過程當(dāng)中，有關(guān)人員應(yīng)根據(jù)程序最優(yōu)化的原則來進(jìn)行程序的編制，同時(shí)對實(shí)際生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行詳盡的分析，以便程序可以按照自動(dòng)化控制要求得到充分優(yōu)化，進(jìn)而有助于程序效率的提升。（3）程序應(yīng)具有極強(qiáng)的適應(yīng)性。對于PLC控制系統(tǒng)而講，其通常應(yīng)用在工藝生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜的場所，所以為了避免溫濕度以及振動(dòng)等對PLC系統(tǒng)的工作情況造成影響，所以應(yīng)采取適當(dāng)措施來保證PLC系統(tǒng)可以在復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定工作，以便電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制可以得到充分的應(yīng)用。

3.2 PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制的應(yīng)用體現(xiàn)

在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)當(dāng)中，PLC技術(shù)的應(yīng)用可以體現(xiàn)在較多方面，例如，開關(guān)量控制、順序控制以及閉環(huán)控制等，并且相關(guān)程序的支持下，其可以實(shí)現(xiàn)對電氣設(shè)備的自動(dòng)化控制，并且將控制效果充分的發(fā)揮出來。（1）PLC技術(shù)在順序控制中的應(yīng)用。順序控制指結(jié)合控制系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際，在充分參考生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，綜合考慮控制系統(tǒng)影響因素、內(nèi)部狀態(tài)等，保證系統(tǒng)能夠按照預(yù)定設(shè)置，自動(dòng)完成相關(guān)操作。將PLC技術(shù)應(yīng)用到電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中優(yōu)點(diǎn)顯著。例如，對繼電器控制元件利用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)順序控制，不僅有助于提高控制靈敏度，而且還可通過控制部件的模塊化操作，運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制，避免控制迅速紊亂造成的不良影響，使得控制的時(shí)效性大大提高。（2）PLC技術(shù)在開關(guān)量控制中的應(yīng)用。電氣設(shè)備傳統(tǒng)自動(dòng)化控制主要借助電磁性繼電器對開關(guān)量的控制實(shí)現(xiàn)，不過隨著需要控制的電氣設(shè)備越來越多，給控制工作提出較高要求，尤其需要進(jìn)行復(fù)雜的系統(tǒng)接線操作。另外，該種情況下控制系統(tǒng)運(yùn)行影響因素較多，運(yùn)行穩(wěn)定性受到較大不良影響。而將PLC技術(shù)應(yīng)用到開關(guān)量的控制中，可有效避免上述不良情況的發(fā)生。應(yīng)用中一方面，做好原有控制系統(tǒng)的分析，尋找PLC技術(shù)與原有控制系統(tǒng)的契合點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)兩者的無縫對接。另一方面，掌握電氣設(shè)備運(yùn)行需求，使用PLC技術(shù)對相關(guān)控制環(huán)節(jié)進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，進(jìn)一步提高電氣設(shè)備控制水平與質(zhì)量。（3）PLC技術(shù)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用。PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的應(yīng)用還體現(xiàn)在閉環(huán)控制中。泵機(jī)是較為常用的電氣設(shè)備，擁有自動(dòng)啟動(dòng)、手動(dòng)啟動(dòng)以及現(xiàn)場控制箱啟動(dòng)等，其中在對泵機(jī)運(yùn)行環(huán)境以及運(yùn)行狀態(tài)綜合分析的基礎(chǔ)上，利用PLC技術(shù)對泵機(jī)的自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化，掌握泵機(jī)運(yùn)行參數(shù)，適當(dāng)調(diào)整泵機(jī)運(yùn)行參數(shù)，輸入控制系統(tǒng)中，使泵機(jī)運(yùn)行參數(shù)更好的滿足生產(chǎn)要求。實(shí)踐表明，PLC技術(shù)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)突出，不僅降低控制工作難度，而且提高可控制系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性。

4 結(jié)束語

由此可見，電氣設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用極大的提升了相關(guān)控制技術(shù)的應(yīng)用水平，以便電氣設(shè)備更好的適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)的需求。所以，對電氣設(shè)備中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用情況進(jìn)行積極的關(guān)注就顯得極為重要。本文通過相關(guān)研究得出的結(jié)論如下：（1）為了實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)的控制功能，相對復(fù)雜的硬件與軟件系統(tǒng)的支持是必不可少的，因此為了將PLC控制技術(shù)可以在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中得到充分的應(yīng)用，有關(guān)人員應(yīng)首先具備詳盡的專業(yè)知識(shí)，并對PLC系統(tǒng)的硬件與軟件的知識(shí)有著明確的掌握。（2）在PLC技術(shù)中，PLC控制程序設(shè)計(jì)是其中的關(guān)鍵。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對程序控制目標(biāo)有所明確，并且通過合理的編程語音以及編程方式來完成編寫程序的工作。另外，為了避免有關(guān)重復(fù)錯(cuò)誤的出現(xiàn)，應(yīng)積極對程序進(jìn)行調(diào)試余檢查。（3）鑒于PLC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，所以為了確保將PLC技術(shù)的優(yōu)勢完全發(fā)揮出來，應(yīng)注意對其進(jìn)行合理的選型，確保程序具有良好的適應(yīng)性。

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