西門子PLC在電氣動系統中的應用

史益民

摘要：在我國社會經濟水平不斷提升的背景下，越來越多的科學技術被運用到各個領域中，尤其是電氣領域中，大大提升了電氣領域的整體發展水平。工作人員將西門子PLC技術運用于電氣動系統中，能夠充分發揮技術優勢，對電氣動系統進行實施控制與全過程自動化管理，從而提高電氣動系統的工作效率，推動電氣領域的健康發展。本文簡要分析了電氣動系統基本原理、特點與構成，對西門子PLC在電氣動系統中的應用進行深入探究。

關鍵詞：西門子PLC;電氣系統;應用路徑

西門子PLC技術是一種基于現代自動化控制產生的新興技術，是由德國西門子公司研發、生產出來的可編程序控制器，其具有良好的自動化控制能力，常見型號為：S7-40、LOGO、S7-200等。相較于傳統控制器，西門子PLC系統具有硬件設備體積較小、運行效率較高、規范化程度較高的特點，且其性能良好，型號豐富，能夠滿足不同場景下的電氣動系統運行需求。在實際使用的過程中，西門子PLC系統可以細化分為布爾助記、梯形圖、編程代碼等不同的控制形式，能夠實現五聲元件連接，且操作便捷，具有較強的實用價值。要想在最大程度上發揮西門子PLC的應用價值，建議工作人員結合電氣系統的實際情況，開展具體的方案設計，同時合理選擇硬件設備，優化設計電氣動系統的運行流程與電氣回路，以此提高電氣動系統的整體性能[1]。

一、電氣系統基本原理、電氣動系統的特點與構成

（一）電氣系統基本原理

電氣系統就是指在機械、紡織、印刷、電子、交通等行業的自動化生產與控制過程中，運用的多種傳統系統、過程控制系統與過程監控系統，具體可以細化分為：氣動系統、液動系統、電動系統、電氣動系統與電液動系統。在這些系統中，其主要內容均為：傳動機制與控制機制，且不同系統之間的區別主要為控制元件區別、傳統介質區別、執行元件區別等。

（二）電氣動系統特點

電氣動系統兼顧電動系統與氣動系統的優勢，具有良好的系統傳動效率與傳統效果，且訊號傳輸速率較快，傳輸距離較長，系統設備的使用周期較長。此外，電氣動系統還具有操作便捷、體積小、對外界環境不存在污染等優勢;同時其具有一定的不足，比如：執行元件運動速度范圍較小、系統運行噪音較大等。因此，建議工作人員進一步引進西門子PLC，充分發揮PLC的技術優勢，全面控制電氣動系統的運行過程，有效提高運動速度與范圍可調節性，強化其綜合性能[2]。

（三）電氣動系統構成

現階段，電氣動系統（如圖一）主要由三大部分構成，分別為：

第一，能量供應系統;這一部分是電氣動系統的動力來源，為電氣動系統中的各個執行元件、零構件系統運行驅動力，促使其能夠正常運行，以此帶動電氣動系統的穩定運行，比如：電氣控制系統中的電源部分。在一些大型工程中，工作人員引進多個電氣動系統，將其分別安裝在不同的位置與車間，實現一鍵控制，同時能夠實現各個車間中的聯動控制[3]。

第二，電氣控制系統;電氣控制系統相當于電氣動系統中的“大腦”、“中樞神經”，能夠在不同的環境中結合實際情況作出一定的反應，且根據事前設定好的指令進行動作，舉例分析，在汽車車門位置，存在一個開啟系統，這一開啟系統的運行需要依靠內部氣缸推動，而氣缸中的活塞如何運動，則是由電氣控制系統所控制的。關于電氣控制系統的結構，可以劃分為：處理元件、輸入元件;其中輸入元件就是電氣控制系統對信號的獲取、接收、處理與反饋，比如：按鈕、開關;處理元件就是將接受到的信號結合事前設置好的制定，開展邏輯控制作業，比如：繼電器、電磁網等。

第三，氣動執行系統。這一部分相當于電氣動系統的“四肢”，就是電氣動系統的執行部分，也是電氣動系統的終端輸出環節。工作人員通過發出指令，促使電氣動系統開始運行，氣動執行系統受到控制系統發出的指令，會按照事前設置好的方案執行指令[4]。

二、西門子PLC在電氣動系統中的應用

（一）應用方案分析

要想將西門子PLC運用于電氣動系統中，建議工作人員從整體角度規劃應用方案，首先，啊喲利用磁場是傳感器控制電氣動系統傳送模塊兩氣缸中的的極端位置，同時利用“二位五通”的方式解決氣缸的伸出與回縮問題，其中原理就是利用雙控電磁換向閥控制電氣動系統的“接通”與“斷開”的功能，實現得電、失電的控制。

在電氣動系統中，工作人員可以結合其結構情況，分別引進上位機PC、下位機PLC，同時在輸入部分采用不同形式的傳感器，在控制部分采用電磁換向閥;還要優化設計氣動執行元件系統，全面整合電氣動系統的整體結構。在實際設計與應用的過程中，工作人員可以根據電氣動系統的運行需求，引進聯想旭日150C型號的上位機PC，將其連接到西門子PLC系統的接入口，實現PLC與PC的連接，實現對電氣動系統中其他設備的控制，此時一旦系統發生異常就會自動啟動報警信號，以此避免在運行的過程中發生故障問題[5]。

（二）靈活選擇硬件

要想將西門子PLC運用于電氣動系統中，建議工作人員靈活選擇硬件設施，提高硬件選型的科學性。在電氣動系統的西門子PLC應用的過程中，建議工作人員合理選擇不同的構成元件，比如：選擇4個磁場式的PNP型的數字量傳感器，選擇4個電磁換向閥，選擇1個報警燈與指示燈的控制器。此外，建議工作人員根據電氣動系統的運行情況，選擇合適的電源模板，比如：PS307 5A型號，控制輸入電壓為230V，控制輸出電源型號為DC24V。在選擇CPU時，工作人員可以引進CPU314，利用其中的RAM40KB模塊，實現MPI接口與操作顯示器之間的聯通[6]。

（三）優化設計氣動回路與流程

要想將西門子PLC運用于電氣動系統中，建議工作人員要優化電氣動系統的氣動控制系統結構，科學設計氣動回路。工作人員要結合現場的實際情況，根據設備的運行需求，按照輸入與輸出的電表情況，嚴格依照規范要求，認真安裝控制回路;在這一過程中，工作人員需要注意現場的接地處理，提高回路的運行效率，避免其在運行的過程中受到干擾，影響通訊信號的傳輸。此外，關于西門子PLC的系統流程，工作人員可以引進SIMATIC STEP7軟件，編制系統流程，充分發揮西門子PLC在電氣動系統中的應用價值。

結語：

綜上所述，要想將西門子PLC應用于電氣動系統中，提升電氣動系統的整體運行效率，工作人員要能夠明確西門子PLC的運行原理、系統特點與基本構成，關注西門子PLC在電氣動系統中的應用定位與目標，考慮到電氣動系統的運行需求與提升目標，優化設計西門子PLC的應用方案，充分和發揮其易于維護與操作、可靠性較強的特點。現如今，越來越多的西門子PLC技術運用于電氣動系統中，且展現出良好的應用前景與發展空間，對我國電氣領域的發展具有重要意義。

參考文獻：

[1]張小平，李健，楊小峰.預分支底盤電氣CAN總線系統線束的設計和制造[J].光纖與電纜及其應用技術，2020（03）：21-24.

[2]姜盈盈.基于智能技術的電氣自動化控制系統[J].科技創新與應用，2020（18）：80-81.

[3]劉偉，李欣.關于智能建筑設備電氣自動化系統設計的探討[J].科技經濟導刊，2020，28（16）：26.

[4]林磊.探討電力系統運行中電氣自動化的有效應用[J].科技經濟導刊，2020，28（16）：37-38+112.

[5]姬裕江，姚燕.PLC在雙動液壓機電氣控制系統中的應用[J].煤礦機械，2010，31（07）：188-189.

[6]張君艷.西門子PLC在電氣動系統中的應用[J].機電設備，2007（10）：19-20+7.