PLC在電氣設備自動控制系統(tǒng)中的設計與應用

文/范曉曉（安鋼集團冷軋有限責任公司）

一、PLC控制系統(tǒng)的概述

（一）PLC的定義

PLC是英文Programmab leLogic Controller的縮寫，翻譯為中文就是可編程控制器。PLC控制系統(tǒng)將編寫合格的程序直接編寫到存儲器內(nèi)，通過系統(tǒng)運行可以實現(xiàn)控制、計算、計數(shù)、定時等操作，安裝用戶的需求執(zhí)行相應的命令。PLC控制系統(tǒng)通過模擬或者數(shù)字的方式進行信息的傳輸，完成機械設備的操作。

（二）PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

PLC控制系統(tǒng)屬于工業(yè)生產(chǎn)專業(yè)控制系統(tǒng)，所以其各項組成和微型計算機是基本一致的，主要有處理器、存儲器、電源、電路、功能模塊、通信模塊等。

（三）PLC控制系統(tǒng)的特點

PLC控制系統(tǒng)的特點為運行速度快、存儲量大、性能優(yōu)越、設施全面以及編程設計簡便等，同時還能夠抵抗外部干擾的影響，操作與維修都非常的便捷。在系統(tǒng)運行中，通過內(nèi)部的編程軟件取代了傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制電路的中間和時間繼電器，簡化電氣設備的組成形式，實現(xiàn)控制穩(wěn)定性和可靠性的提升。

二、PLC控制系統(tǒng)在電氣設備中的設計

PLC控制系統(tǒng)應用到電氣系統(tǒng)內(nèi)包含下述幾個方面的內(nèi)容。

（一）對控制任務進行評估

PLC控制系統(tǒng)應用到電氣設備內(nèi)，首先要進行工作任務的評估和分析，保證設備能夠應用PLC控制系統(tǒng)，并且控制系統(tǒng)可以發(fā)揮出應有的作用，運行符合正常的要求。在PLC控制任務分析環(huán)節(jié)，從下述幾個方面出發(fā)進行分析：(1)PLC系統(tǒng)運用達到可靠性、穩(wěn)定標準。(2)PLC系統(tǒng)控制規(guī)模符合工作需要。(3)PLC控制系統(tǒng)滿足數(shù)據(jù)處理的要求。(4)PLC控制系統(tǒng)的工藝符合運行的要求。

（二）選擇PLC控制系統(tǒng)的機型

在控制系統(tǒng)設計中，PLC機是核心的部件，所以在確定設計方案的過程中，選擇最佳的PLC機型最為重要，可以保證PLC控制系統(tǒng)的各項指標和標準符合要求。一般情況下，PLC機型的選擇要從下述幾個方面出發(fā)進行：(1)選擇和系統(tǒng)匹配的機型。(2)保證系統(tǒng)容量符合運行的要求。(3)設置符合系統(tǒng)運行要求的電源輸入、輸出模塊。

（三）確定I/O的點數(shù)

在進行I/O模塊點數(shù)和種類方面確定的過程中，結(jié)合系統(tǒng)要求明確輸入、輸出的數(shù)量種類以及等級，還要分析確定不同對象PLC之間性質(zhì)與信號的關系，做好系統(tǒng)儲存容量的合理計算與控制。

（四）設計控制系統(tǒng)

設計人員確定控制系統(tǒng)設計方案的過程中，要從完整性角度出發(fā)考慮，分析軟件、硬件方面的需要，讓二者之間有相互配合、輔助的關系。(1)軟件設計。編寫符合實際需要的程序，由軟件與硬件兩個部分構(gòu)成。(2)硬件設計。保證硬件具備一定的抗干擾能力，同時還要確保和控制器、電路的連接效果合格。

（五）調(diào)試系統(tǒng)

對PLC控制系統(tǒng)設計的最后環(huán)節(jié)就是進行系統(tǒng)的調(diào)試，這是極為重要的工作，具體可以從模擬調(diào)試與聯(lián)機調(diào)試的角度出發(fā)。(1)模擬調(diào)試。這是第一階段的調(diào)試，目的是保證系統(tǒng)設計達到工藝性的要求。調(diào)試時，系統(tǒng)外部直接連接輸入開關裝置，并且通過其作為模擬信號利用，通過輸出端子的二級發(fā)光管，隨時了解PLC系統(tǒng)輸出狀態(tài)。(2)聯(lián)機統(tǒng)調(diào)。模擬調(diào)試工作結(jié)束后，就開始聯(lián)機調(diào)試。此時會把外部輸出屏蔽處理，并且利用編輯器做好各個分段部分的監(jiān)控與調(diào)試，提高運行效果。(3)做好安全設施的全面檢查。設計人員在上述調(diào)試完成后，對于整個系統(tǒng)進行安全方面的檢查，保證PLC控制系統(tǒng)準確穩(wěn)定的運行，同時做好備份處理，防止發(fā)生程序損壞或者丟失的情況。

三、PLC控制系統(tǒng)在電氣設備中的應用

PLC控制系統(tǒng)應用到電氣設備中，具體從下述幾個方面出發(fā)：（1)選擇電源。一般來說，電源選擇的過程中，重點從電流輸出的角度出發(fā)進行分析，保證電源額定輸出電流大于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)選擇機型和功能模板。選擇機型的過程中，充分了解各項功能，提高運行的效果和質(zhì)量，符合系統(tǒng)工作的質(zhì)量和標準。然后根據(jù)機型確定相應功能模塊，達到系統(tǒng)功能標準。（3)設計系統(tǒng)控制的元器件?？刂圃O計環(huán)節(jié)，主要是從初始化程序、存儲器空間分配、各個功能子程序編輯、存儲器的選擇、輔助程序設計、故障應急措施確定等。（4)選擇I/O模塊。對I/O模塊選擇時先進行點數(shù)的確定，然后才是進行輸入、輸出的離散控制，并且模擬系統(tǒng)輸入與輸出量。(5)系統(tǒng)的接線和安裝。將控制系統(tǒng)內(nèi)的各個部件全部都安裝到同一塊配電板表面，然后依據(jù)PLC系統(tǒng)接線圖進行全面的連接。(6)調(diào)試控制系統(tǒng)。安裝工作結(jié)束后進入到調(diào)試階段，加強軟件調(diào)試，滿足正常運行的功能要求。(7)試運行控制系統(tǒng)。對PLC控制系統(tǒng)調(diào)試工作全部結(jié)束后，就可以將系統(tǒng)投入到運行中。在整個的系統(tǒng)運行階段，設計人員隨時了解PLC控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)存在問題，立即停機，然后分析形成問題的原因，以更好地采取措施解決，提高整體的運行效果和質(zhì)量。(8)整理與編制PLC控制相關文件。(9)交付使用。

四、結(jié)語

PLC應用到電氣設備自動化控制系統(tǒng)內(nèi)，可以發(fā)揮出該技術(shù)的優(yōu)勢，提高系統(tǒng)控制水平和效果，簡化系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，保證電氣系統(tǒng)運行效果和質(zhì)量，不會有嚴重的運行偏差。此外，PLC控制系統(tǒng)操作簡單、運行穩(wěn)定、維護方便快捷，所以被廣泛地應用到控制領域內(nèi)，保證運行自動化效果合格，也能夠有效地促進我國工業(yè)領域的全面發(fā)展和進步。