淺議PLC控制系統在電氣設備中的設計與應用

摘 要：PLC控制系統是一種較為先進的電氣設備控制系統，它主要是利用相關軟元件來代替繼電器、執行邏輯等，進而實現對電氣設備進一步的操作控制。本文就PLC控制系統的相關情況進行概括，并就其在電氣設備中的設計和應用情況進行分析和討論，從而更好的提高電氣設備的運行效率，推動PLC控制系統在電氣設備中的進一步應用和推廣。

關鍵詞：電氣設備 PLC控制系統 設計 應用

中圖分類號：TS190.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（b）-0005-02

隨著社會時代的不斷變化發展，可編程序控制器技術也在飛速的進步和改進，PLC控制系統就是其中一項較為先進的控制技術。它能夠適用于較為惡劣的工業環境當中，并具重量輕、體積小、性價比高等特點。本文就PLC控制系統的相關情況進行概括，并就其在電氣設備中的設計和應用情況進行分析和討論，從而更好的提高電氣設備的運行效率，推動PLC控制系統在電氣設備中的進一步應用和推廣。

1 PLC控制系統的概述

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控制系統主要是將能夠進行編程的存儲器應用在內部的存儲程序當中，從而進行控制、算術、邏輯運算、計數操作、順序定時等等面向用戶的相關指令的執行控制系統。PLC控制系統主要是利用模擬或數字的輸入/輸出方式向各類生產過程或者機械設備進行操作控制的。

1.2 PLC控制系統的結構組成

PLC控制系統從本質上來說，就是一種運用于工業生產的專業性控制類計算機，因此它的系統設備結構的組成同其他普通的微型計算機也大體相同，基本都包括有：存儲器；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控制系統的特點

PLC控制系統的特點主要包括有：使用方便、編程簡單；適應性強；功能性強；性能價格比較高；硬件配套較為齊全；可靠性較高；抗干擾能力強；系統設計、調試、安裝等工作量少；維修方便簡單等。在這其中，最為突出的特點就是利用內部編程軟元件代替了傳統繼電器中邏輯控制電路的中間和時間繼電器，簡化了電氣設備的線路控制，有效提高了設備控制系統的穩定性、可靠性和有效性。

2 PLC控制系統在電氣設備中的設計

PLC控制系統在電氣設備當中的設計主要包括以下幾個方面的內容，即。

2.1 對控制任務進行評估

在電氣設備中進行PLC控制系統的設計，其首要的工作就是對其任務進行評估，以確定該設備是否能夠應用PLC控制系統、PLC控制系統的類型（單臺控制系統；多臺控制系統）以及PLC控制系統的運行方式（分級控制；分散控制）。在對PLC控制任務進行評估時，要著重注意以下幾個方面得到內容，即。

（1）PLC系統應用在電氣設備中的相關可靠性的要求。

（2）PLC系統控制的規模大小。

（3）PLC控制系統的數據處理速度情況。

（4）PLC控制系統的工藝復雜程度。

2.2 選擇PLC控制系統的機型

在整個的控制系統中，PLC機是其核心的部件。因此，設計人員在進行電氣設備的PLC系統設計時，必須要合理、科學的選擇PLC的機型，以便于更好的提高PLC控制系統在各項經濟指標和技術指標上的水平。通常情況下，對PLC控制系統機型的選擇要著重注意以下幾個方面得到內容，即。

（1）選擇合適的機器型號。

（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的點數

設計人員在進行I/O模塊點數和種類的確定時，是根據系統設計當中統計得到的輸入、輸出的數量級種類所決定的，同時，還要全面的分析考慮控制對象同PLC之間的信號性質、信號關系等等，進而對PLC控制系統中的用戶存儲器容量進行合理的估算。

2.4 設計控制系統

設計人員在進行控制系統的整體設計時，必須要首先保證它的完整性，具體注意兩大方面的設計內容，即：軟件設計和硬件設計。要確保這二者之間的相互配合和牽制的相輔相成關系。

（1）軟件設計。主要包括的設計內容是控制系統中程序的編寫。通常包括對對軟件的控制程序以及對硬件的控制程序。

（2）硬件設計。主要包括的設計內容是抗干擾設計、控制器設計、電路連接設計等。（圖1）

2.5 調試系統

對PLC控制系統設計的最后一步就是進行系統的調試。這是非常重要的一步，其內容主要包括兩個階段，即：第一階段的模擬調試以及第二階段的聯機調試。具體包括。

（1）模擬調試。這是第一階段的調試，主要任務就是確保系統設計符合相應的工藝要求。在調試過程中，可以在系統外面接入適當量的輸入開關，并將其作為模擬信號，并通過輸出端子處的二極發光管，觀察PLC系統的輸出情況。

（2）聯機統調。在進行完模擬調試后，就可以進行聯機調試了。在調試過程中，通常要屏蔽外部的輸出，之后運用編程器進行分級分段的監控調試。

（3）對安全措施進行全面、徹底的檢查。設計人員要在全部調試工作結束后，對系統的安全措施進行全面、徹底、詳細的檢查，以確保PLC控制系統能夠準確無誤的投入運行。并進行備份處理，以防止程序的破壞或丟失。

3 PLC控制系統在電氣設備中的應用

PLC控制系統在電氣設備當中的應用主要包括以下幾個方面的內容，即。

（1）選擇電源。

通常情況下，在選擇電源時，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）選擇機型和功能模板。

在進行機型的選擇時，要考慮系統運行的功能性和可靠性，以及所用控制系統的相應類型。并根據所選的機型，進行相關功能模塊的選擇。

（3）設計系統控制的元器件。

在設計系統控制的元器件時，主要包括的內容有：設計系統的初始化程序；分配存儲器的空間；編制各功能的子程序；確定專用存儲器；設計其他輔助程序以及故障應急措施等等。

（4）選擇I/O模塊。

對I/O模塊的選擇，首先要做的就是對I/O模塊點數的確定，之后要對系統的輸入、輸出進行離散，并模擬控制系統的輸入、輸出。最后，再進行特殊功能的輸入、輸出。

（5）系統的接線和安裝。

即將控制系統中的PL、接觸器、熔斷器以及轉換開關等裝置在同一塊配線板上面。并按照PLC系統的接線圖進行相應的安裝。

（6）調試控制系統。

在進行PLC控制系統的調試工作時，要著重進行對其軟件的調試工作。

（7）試運行控制系統。

對PLC控制系統調試完成后，就可以進入系統的試運行階段。在這期間，設計人員要密切的觀察和注視PLC控制系統的全部運行情況，當遇到相應問題時，要及時的進行停機處理，并認真的分析問題產生的原因，進而運用正確的措施進行解決。

（8）對技術文件進行整理和編制。

（9）交付使用。

4 結語

在電氣設備中應用了PLC控制系統后，能夠大大簡化過去傳統的復雜繼電器邏輯，提高了電氣系統的安全性和可靠性。同時，PLC系統的操作簡單、故障率低，運行穩定、維護方便等特點，也使得PLC控制系統在電氣設備中的應用范圍越來越廣泛，提高了電氣設備的現代化、自動化水平，因此，應該在電氣設備中大力推廣PLC控制系統。

參考文獻

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