PLC在電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)中的設(shè)計與應(yīng)用

徐玉龍

哈爾濱天源石化工程設(shè)計有限責任公司武漢分公司 湖北武漢 430000

1 PLC在智能制造自動控制系統(tǒng)中的地位

智能制造產(chǎn)業(yè)與PLC是完全不可分割的。如果你想學(xué)習(xí)智能制造，你需要掌握很多品牌的PLC軟件和觸摸屏軟件。控制伺服電機是最基本的操作。大型項目一般都是由機器人、plc、觸摸屏、外部儀器和傳感器開關(guān)組成，這些電子元器件很常見，如果想使整個系統(tǒng)運行足夠順暢，那么這些元器件的選擇就非常重要。在項目開始時，利用電氣圖紙和潛在的知識進行測量，然后項目將有一個核心方向。成套設(shè)備的連接和通信系統(tǒng)是非常重要的，現(xiàn)場總線的發(fā)展是不可避免的，我相信未來的設(shè)備組件將會支持TCP/IP協(xié)議的通信，無線通信，畢竟，從智能制造行業(yè)4.0是分不開的，其他設(shè)備和優(yōu)越的MAS系統(tǒng)連接是必不可少的。目前，在我國的PLC項目中，只要該儀器支持IP協(xié)議通信，所有的組網(wǎng)，如機器人，都不使用傳統(tǒng)的IO進行交互，直接組網(wǎng)，比如機器人不使用常規(guī)的IO來交互，直接組網(wǎng)，觸摸屏借助程序代碼把信號一一對應(yīng)。

2 PLC在電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)中的設(shè)計

工程技術(shù)工作人員在設(shè)計電氣控制中的PLC系統(tǒng)的工作中，首要工作就是確定電氣自動控制的任務(wù)內(nèi)容，而后比較分析PLC應(yīng)有的功能及其價格，為電氣設(shè)備控制系統(tǒng)選取合適的程控器主機[1]。在選取確定了需要的主機類型后，技術(shù)工作人員需要對相對應(yīng)的模擬量單元、顯示設(shè)定單元以及位置控制單元，至此PLC設(shè)計工作的第一步即為完成，而后還有進行其他的設(shè)計工作。在選取確定了需要的PLC主機類型后的設(shè)計工作步驟，主要內(nèi)容有I/O地址的設(shè)計和確定、控制系統(tǒng)的設(shè)計工作以及調(diào)試系統(tǒng)的設(shè)計工作。

技術(shù)工作人員在設(shè)計和確定I/O地址后，方可進行控制系統(tǒng)的設(shè)計工作，因此I/O地址的設(shè)計和確定是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計工作的重要基礎(chǔ)，在I/O點地址的確定、代碼的設(shè)計工作、名稱的設(shè)計工作等完成后，技術(shù)工作人員方可開始編程設(shè)計工作，進行裝配圖的設(shè)計工作、接線圖的設(shè)計工作等，為線路設(shè)計科學(xué)的裝配方案和連接方案。

在I/O地址的設(shè)計與確定工作完成之后，繼而設(shè)計科學(xué)合理的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的設(shè)計工作可分為兩個主要部分，即為軟件設(shè)計工作以及硬件設(shè)計工作。硬件設(shè)計的工作內(nèi)容主要是設(shè)計合理的PLC控制器，設(shè)計合理的電氣線路，設(shè)計合理的外圍路線，以及合理的抗干擾設(shè)計工作。軟件設(shè)計的主要工作內(nèi)容是編輯和設(shè)計科學(xué)合理的PLC控制程序，即為主程序的編輯和設(shè)計工作、子程序的編輯和設(shè)計工作和中斷程序的編輯和設(shè)計工作等。

最后的設(shè)計工作即為調(diào)試系統(tǒng)，技術(shù)工作人員要利用科學(xué)的調(diào)試辦法，分別調(diào)試系統(tǒng)中軟件部分的設(shè)計和硬件部分的設(shè)計，要確保整個系統(tǒng)的設(shè)計符合相對應(yīng)的要求，能滿足相應(yīng)的運行要求。系統(tǒng)調(diào)試工作有多種方法，在經(jīng)過多次調(diào)試工作之后沒有發(fā)現(xiàn)任何故障問題，才能將PLC運用于電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中。

3 電氣設(shè)備控制系統(tǒng)中PLC的運用

3.1 PLC信息控制在自動化設(shè)備中的應(yīng)用

一種典型的實現(xiàn)方案是通過總線系統(tǒng)交換信息，并通過PLC進行控制。例如，機器人到達預(yù)定位置后，通過總線向PLC發(fā)送消息。PLC讀取信息確認機器人到位，并通過總線向焊工發(fā)送信息。打開電源。更簡單的設(shè)備也可以直接發(fā)送二進制信號，而無需通過總線進行通信。成本低，集成簡單，使用方便。缺點是接線復(fù)雜，遠距離可靠性低，易受干擾，故障不易檢查。

3.2 PLC在樓宇自動化控制中的應(yīng)用

現(xiàn)如今許多物業(yè)公司弱電工程技術(shù)力量水準不一，導(dǎo)致有的樓宇控制工程只有少數(shù)空調(diào)調(diào)風口能使用，而其余作用難以發(fā)揮。如集水井控制柜損壞嚴重卻不維修，當水位上升至警戒線時，危險信號不能被及時傳達到監(jiān)控總機；部分風機盤安裝在不合理的地方，保養(yǎng)困難，最后變成了廢棄物。要改變這種糟糕的物業(yè)局面，關(guān)鍵在于運用PLC技術(shù)。

3.3 PLC非標自動化編程技術(shù)在電氣設(shè)備中應(yīng)用

非標自動化行業(yè)編程一直缺少系統(tǒng)性標準，自由發(fā)揮的風格更占主要地位。因為PLC編程中梯形圖既簡單又方便使用，會存在短期了解后就能編出想要的控制效果，其實梯形圖只是PLC編程在電氣設(shè)備應(yīng)用中的一個方面，離真正的核心部分還是挺遠的，這也是非標編程行業(yè)的現(xiàn)狀，精品的很少。有想法完全可以追求“整個控制系統(tǒng)在技術(shù)水平上達到了藝術(shù)級別”，畢竟人的需求在求變。“PLC程序設(shè)計的框架結(jié)構(gòu)都應(yīng)用起IT類的程序框架”。最新的PLC框架模板都是按照IEC6113標準來做，框架對應(yīng)面向?qū)ο?；模塊化[2]。這樣的模板針對自動流水線設(shè)備可以說是萬能的，降低應(yīng)用門檻，只要會一些基礎(chǔ)的操作就行，在今后電氣設(shè)備的工作中也就會變得相當簡單，需要調(diào)用工藝流程和執(zhí)行機構(gòu)的步驟都可以借助PLC非標編程來解決，剩下的就是交給電氣IT，完善各種底層程序框架，對現(xiàn)場維護進一步降低要求，會對行業(yè)起到促進作用。

4 結(jié)語

在自動化行業(yè)的蓬勃發(fā)展的局勢下，若自動化技術(shù)想要發(fā)展的更快更好，就離不開PLC技術(shù)，它們是密不可分的。PLC在電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)中的作用是極其重要的，它不僅簡化了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，還改善了控制系統(tǒng)的操作體驗，讓非專業(yè)人士也能自如地控制設(shè)備。同時，它還保障了設(shè)備運行時的穩(wěn)定性，以及信息傳遞的安全性。PLC有望在不久的將來在電氣設(shè)備自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。