電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)中PLC的設(shè)計(jì)與運(yùn)用研究

楊雨佳

摘要：隨著現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，于此同時(shí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)也全面使用到電氣設(shè)備中，基于PLC技術(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)是現(xiàn)階段應(yīng)用非常普遍的控制系統(tǒng)。在進(jìn)行電氣設(shè)備PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要評(píng)估控制任務(wù)、確定PLC系統(tǒng)規(guī)格、明確I/O模塊點(diǎn)數(shù)，在將PLC運(yùn)用到自動(dòng)控制系統(tǒng)中時(shí)，要確定PLC型號(hào)與功能、I/O地址以及系統(tǒng)控制元件。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備;自動(dòng)控制系統(tǒng);PLC

0 ?引言

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)水平越來(lái)越高，而在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域，比如說(shuō)汽車、船舶以及飛機(jī)內(nèi)燃機(jī)的控制工作，不僅環(huán)境較為惡劣，同時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)的要求也比較高，采用人工方式難以完成此工作，由此使得電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，而PLC作為控制系統(tǒng)中的核心部件，發(fā)揮了非常重要的作用，并且隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的進(jìn)一步突破，PLC的功能也逐步健全，在特定環(huán)境中還可以充當(dāng)計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)多種控制工作，由此可見將PLC融入到電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中十分有必要。本文重點(diǎn)探究了電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)中PLC的設(shè)計(jì)，并探究了PLC在其中的具體運(yùn)用。

1 ?電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)中PLC的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)中PLC開發(fā)工作時(shí)，第一步要獲取PLC控制要實(shí)現(xiàn)的功能;第二步要對(duì)各種PLC產(chǎn)品的特征與價(jià)格進(jìn)行比對(duì)和分析，確定能夠滿足使用需求、性價(jià)比高的控制系統(tǒng)中的程控器主機(jī);第三步，在確定好主機(jī)型號(hào)以后，開發(fā)人員需要進(jìn)行模擬量單元、顯示設(shè)置單元等部分的選型工作，做好PLC控制系統(tǒng)開發(fā)的準(zhǔn)備工作。此外，要完成PLC主機(jī)的選型工作，需要從明確I/O地址、開發(fā)控制系統(tǒng)與調(diào)試系統(tǒng)三方面進(jìn)行[1]。如圖1所示為PLC控制系統(tǒng)開發(fā)流程示意圖。

1.1 評(píng)估控制任務(wù)

在進(jìn)行電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)中，第一步要開展控制系統(tǒng)任務(wù)的審核與評(píng)估工作，明確控制系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)功能的類型與方式，核查PLC是否能夠滿足實(shí)際的應(yīng)用需求，同時(shí)根據(jù)電氣設(shè)備的實(shí)際工作標(biāo)準(zhǔn)初步確定PLC的規(guī)格與工作形式，另外，也要依照自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用需求來(lái)衡量PLC系統(tǒng)的性能、數(shù)據(jù)分析效率等是否可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。

1.2 確定PLC系統(tǒng)規(guī)格

PLC是自動(dòng)化控制系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的一部分，在確定PLC系統(tǒng)規(guī)格是必須要根據(jù)電氣設(shè)備的相關(guān)參數(shù)來(lái)綜合分析與確定，從而確保選擇的PLC系統(tǒng)規(guī)格能夠很好的滿足自動(dòng)化實(shí)際控制需求。確保PLC系統(tǒng)規(guī)格的科學(xué)性有助于加強(qiáng)控制管理系統(tǒng)的運(yùn)行性能。PLC系統(tǒng)能夠基于軟件以及相關(guān)設(shè)施的控制來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的深入互聯(lián)，并依托于優(yōu)異的處理器進(jìn)行大型現(xiàn)場(chǎng)控制，促進(jìn)了電氣行業(yè)自動(dòng)化控制水平的整體加強(qiáng)。

1.3 明確I/O模塊點(diǎn)數(shù)

I/O模塊點(diǎn)數(shù)的多少取決于自動(dòng)化控制系統(tǒng)中PLC輸入端口、輸出端口的數(shù)量以及類型，此外開發(fā)人員還需要根據(jù)被控制部分與PLC之間的信號(hào)傳輸方式，來(lái)確定PLC系統(tǒng)中存儲(chǔ)器存儲(chǔ)空間大小[3]。PLC現(xiàn)場(chǎng)總線的接法方式非常的簡(jiǎn)單，利用雙絞線就能夠完成不同設(shè)備的相互連接，在需要增設(shè)新設(shè)備時(shí)直接連接即可。

2 ?PLC在電氣設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)中的運(yùn)用

2.1 PLC型號(hào)與功能的確定

開發(fā)人員在開展PLC選型工作中，必須要結(jié)合實(shí)際使用需求來(lái)進(jìn)行，保證選取的PLC的功能能夠滿足控制要求，另外開發(fā)人員還需要重點(diǎn)關(guān)注PLC工作的穩(wěn)定性與安全性，在實(shí)際選型工作中還需要預(yù)留一定的安全系數(shù)，保證滿負(fù)荷運(yùn)行的需要[4]。穩(wěn)定性是PLC控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，只有具備良好的穩(wěn)定性才能夠在設(shè)備調(diào)試與拓展中安全運(yùn)行，同時(shí)也是確保PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備自動(dòng)化控制的核心所在。在PLC控制體系中，探測(cè)功能是十分重要的一項(xiàng)功能，在具體應(yīng)用中，PLC系統(tǒng)可以精準(zhǔn)、快速的對(duì)系統(tǒng)中的故障進(jìn)行查找與定位，根據(jù)探測(cè)性質(zhì)的不同，包含了危險(xiǎn)行為的探測(cè)以及目標(biāo)追蹤探測(cè)兩種，并且這兩種探測(cè)方式所適用的范圍也是各不相同[5]。具體來(lái)說(shuō)，危險(xiǎn)行為探測(cè)的職能是對(duì)發(fā)現(xiàn)的危險(xiǎn)發(fā)出警報(bào)，響應(yīng)表示為控制系統(tǒng)能夠根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)信息做出相應(yīng)的反饋，涵蓋了報(bào)警信號(hào)與系統(tǒng)自動(dòng)處理等信息。自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的管理功能是對(duì)平時(shí)的操作進(jìn)行智能化管控，并自動(dòng)執(zhí)行控制系統(tǒng)中設(shè)定好的程序指令。此外系統(tǒng)中的存儲(chǔ)功能是對(duì)探測(cè)工作、管理工作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息以及系統(tǒng)日志等的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。

2.2 確定I/O地址

在進(jìn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)中PLC開發(fā)工作時(shí)，在初始階段就要完成I/O地址的確定，直接影響到后續(xù)開發(fā)工作的順利開展。在確定I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)，要結(jié)合實(shí)際使用需求進(jìn)行，并認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)的備用以及擴(kuò)充需求，保證選取的I/O點(diǎn)數(shù)能夠符合系統(tǒng)應(yīng)用需求[6]。離散輸入以及輸出接口的選型第一要考慮標(biāo)準(zhǔn)接口，在標(biāo)準(zhǔn)接口滿足不了應(yīng)用需求后可以考慮選取特殊接口，如圖2所示為PLC接線示意圖。以PLC為載體，通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信PLC地質(zhì)數(shù)據(jù)管理，具備數(shù)據(jù)信息的收集、分析、篩選以及整合等多項(xiàng)功能，從而保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及信息服務(wù)工作的正常開展，同時(shí)還可以為各個(gè)功能配備適宜的數(shù)據(jù)接口。PLC地址數(shù)據(jù)管理能夠?qū)崿F(xiàn)的功能有數(shù)據(jù)信息共享、儲(chǔ)存以及處理三大板塊[7]。具體來(lái)說(shuō)，要對(duì)獲取的大量數(shù)據(jù)信息開展整合與存儲(chǔ)工作，并依照數(shù)據(jù)的特征、來(lái)源以及時(shí)間等因素對(duì)其進(jìn)行分類管控，與此同時(shí)還可以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、監(jiān)控以及轉(zhuǎn)化成報(bào)表形式等。數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)一方面要滿足結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求，另一方面也要可以進(jìn)行非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)與管控，甚至還要能夠滿足海量數(shù)據(jù)、復(fù)雜數(shù)據(jù)信息的處理需求。

2.3 系統(tǒng)控制元件的開發(fā)

系統(tǒng)控制模塊在電氣設(shè)備PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)中占據(jù)了十分關(guān)鍵的地位，在進(jìn)行系統(tǒng)控制元件開發(fā)過(guò)程中，必須要依照真實(shí)的狀況來(lái)開展科學(xué)規(guī)劃與分配工作，并進(jìn)行系統(tǒng)原始程序以及開發(fā)程序的輸入。由于電氣設(shè)備定位的特殊性，必須要保障PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，開發(fā)人員需要將控制元件裝配到系統(tǒng)中，緊接著開展程序?qū)懭牍ぷ鳎谕瓿缮鲜龉ぷ骱箝_展檢測(cè)工作，確保開發(fā)的系統(tǒng)控制元件能夠達(dá)到實(shí)際應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

3 ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)中發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用，在進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要先評(píng)估控制任務(wù)，緊接著確定PLC系統(tǒng)規(guī)格，最后明確I/O模塊點(diǎn)數(shù)，在具體運(yùn)用中，要確定PLC型號(hào)與功能、I/O地址以及系統(tǒng)控制元件。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭志冬.基于西門子PLC和變頻器的橋式起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].濮陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2019，32（02）：74-76.

[2]金明宇.PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的運(yùn)用[J].綠色環(huán)保建材，2020（03）：243-244.

[3]馮碩.基于PLC的全自動(dòng)糧食包裝機(jī)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2019，41（12）：199-203.

[4]楊志成，朱永林，耿瑞芳，李玉玲，陳惠榮.運(yùn)用PLC的電氣控制系統(tǒng)在真空封口機(jī)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造工程，2015（02）：131-135.

[5]李濤，顏磊.PLC技術(shù)在電氣工程及其自動(dòng)化控制中的運(yùn)用分析[J].電子制作，2019（12）：71-73.

[6]唐元恒，劉振崗，張玎，鄒剛.PLC技術(shù)的原理、優(yōu)點(diǎn)及其在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的實(shí)踐研究[J].電子世界，2017（08）：28.

[7]陳小貝，汪志成，葉寶安.基于嵌入式系統(tǒng)的PLC觸摸屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)量技術(shù)，2015，38（03）：54-56.