PLC在電氣設備自動控制系統中的設計與應用分析

邱天宇

摘? 要：自動化技術的快速發展，能夠有效作用于電氣設備控制系統中，且PLC已被廣泛應用于電氣設備運行中，通過PLC技術能夠加強電氣設備控制質量，為電氣設備自動化控制提供參考依據，全面提升電氣設備控制系統的自動化水平。此次研究主要是探討分析PLC在電氣設備自動控制系統中的設計與應用，希望能夠對相關人員起到參考性價值。

關鍵詞：PLC? 電氣設備? 自動控制系統? 設計應用

中圖分類號：TM76? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）01（a）-0111-03

Abstract： The rapid development of automation technology can effectively act in the electrical equipment control system， and PLC has been widely used in the operation of electrical equipment， through PLC technology can strengthen the quality of electrical equipment control， to provide reference for electrical equipment automation control， improve the automation level of electrical equipment control system. This research is mainly to discuss the design and application of the PLC in the automatic control system of electrical equipment， hoping to be of reference value to the relevant personnel.

Key Words： PLC; Electrical equipment; Automatic control system; Design application

1? PLC技術在電氣設備自動控制系統中的設計

1.1 評估控制任務

在電氣設備控制系統中，為了合理應用PLC技術，優化設計工作，必須科學評估控制任務，確保PLC技術能夠全面應用到電氣控制系統中。按照電氣設備運行狀態，合理選擇PLC運行方式與類型，確保電氣設備控制系統運行的安全與穩定。在具體應用期間，需要全面分析PLC技術的應用規模、設計難度及數據處理速度，全面滿足電氣設備運行需求，科學評估系統功能，以此加強PLC技術的應用效果。

1.2 合理選擇PLC型號

由于電氣設備對于安全性能的要求較高，因此必須科學分析和開亮PLC型號經濟性。聯合電氣設備運行參數，合理選擇PLC型號，同時兼顧生產廠家要求，全面分析設備需求與使用習慣，以此加強產品設施的配套性，進一步加強PLC技術的可靠性。在PLC技術應用期間，輸入點數和輸出點數屬于重要參數標準，存在標準余量。將統計輸入點數和輸出點數，作為點數估算數據，按照產品特點與性能，實時調整輸入點數和輸出點數。明確PLC存儲器容量大小，確保存儲器容量大于程序容量。針對未編制應用程序現象，可以提前評估程序容量。

1.3 自動控制系統設計

通過PLC技術，優化設計電氣自動控制系統，全面遵循完整性與安全性原則，以此優化自動控制系統，確保系統運行功率滿足生產需求。圖1為系統控制原理圖。在開展設計時，依次開展抗干擾設計、控制器設計和電路連接設計，同時編寫系統軟件程序和硬件程序，建立系統框架，順利開展后續工作。在自動控制系統設計中，還應當注重控制單元設計。在選擇儲存器后，能夠合理分配存儲器空間，設計和編輯專用存儲器、初始化程序、功能子程序與輔助程序。完成上述操作步驟后，技術人員需要調試整個硬件系統，但軟件系統調試屬于自動控制系統的核心內容，為了確保控制元件設計質量滿足標準要求，技術人員需要將控制元件安裝到控制系統內，通過試運行方式明確系統要求。

1.4 系統調試

在PLC設計期間，系統調試屬于最終設計環節，技術人員應當針對系統開展聯機測試和模擬調試，確保整個調試過程的專業化與嚴格化，及時掌握電氣設備控制系統設計目標，以此確保PLC技術在電氣控制系統中的應用價值。通過應用專業技術工藝，將開關接入到系統中，以此啟動模擬信號，對控制系統工藝標準進行準確判斷，同時，觀察二極管運行狀態，開展系統聯機調試，通過編程開展分段、分級調試，以此掌握安全運行策略，能夠第一時間發現控制系統存在的不足與缺陷。

2? PLC技術在電氣設備自動控制系統中的應用

2.1 PLC功能應用

PLC系統組成包括存儲器、中央處理器、接口電路與電源。其中，電源包括備用電源、系統電源和斷電保護電源;中央處理器屬于核心存儲部件，具備邏輯功能與數學運算功能，能夠有效協調電氣設備控制系統的運行;接口電路主要包括外圍設備與現場設備，能夠通過輸入電路，將輸入信號轉化為電平信號，通過輸出電路，可以將輸出信號轉化為電平信號，對現場設備起到驅動作用，確保PLC系統廣泛作用于信號監控、邏輯變量與系統存放中。在電氣設備控制系統運行期間，PLC技術可以控制開光量，利用操作按鈕與限位開關，在現場控制信號檢測期間，科學掌控電氣設備機械運作。將計時器設置在PLC系統內部，在有限時間內的多邊形與靈活性比較高，準確設計系統構造。常見計數器包括高速計數器和可逆性計數器，通過計數器可以合理掌握相關計數。在處理數據信息時，通過移位存寄器處理數據信息，不僅涉及到基本運算方式，還牽扯到開方算法，高效開展移位和傳遞工作。圖2為高速計數模塊與可編程邏輯控制器接線圖。

2.2 開關量控制

在現代技術發展過程中，為了全面發揮出PLC系統的應用價值，合理控制開關量，確保PLC技術能夠滲透到電氣設備控制系統，嚴格監控系統運行過程，對開關量控制技術進行探究。比如某電力企業在應用PLC技術時，高度關注開關量控制技術，通過PLC技術替換常規電力設備，實現邏輯控制和順序控制功能，同時可以自由控制運行速度與接線操作，全面展現出PLC技術的應用功能與優勢。在電氣設備控制系統中，合理應用開關量控制技術，能夠簡化電氣設備的檢修與維護難度，加強開關量控制質量。通過開關量控制方式，可以減少人力與物力投入，避免浪費資源、在單臺設備中，通過應用開關量控制技術，可以實現多臺電氣設備的流水化控制，有效提升技術操作人員的專業能力與綜合素質。

2.3 過程控制

在電氣設備過程控制應用PLC技術，必須高度重視運動控制和過程控制的全過程，以此發揮出PLC技術的應用價值。此外，PLC技術還可應用于連續過程控制和離散過程控制中。通過PLC技術，能夠加強模擬量控制效果，包括電壓、電流、溫度與變壓等。比較分析歷史數據和模擬量數據，全面滿足用戶的用電需求。按照系統參數信息，能夠提升電氣設備運行的安全性與可靠性。在PLC系統運行過程中，實時掌握控制數據，包括直線運動數據、圓周運動數據和脈沖量，以此確保機械運動的高效性，維護系統控制精度，同時可以幫助技術人員掌握運行信息。圖2為變電設備自動化控制流程。

2.4 模擬量控制

在電氣自動化控制系統中，PLC技術的應用效果顯著。在具體應用控制技術時，需要應用儀表監控方式，以此加強系統控制精度。系統升溫與降溫操作中，通過應用自動化控制技術，能夠集中控制電氣設備運行狀態，高效檢測和顯示控制系統故障問題，以此明確信號和中間記憶單元的邏輯關系。當電氣設備出現故障問題時，也會影響系統邏輯關系，按照有效信息與故障診斷程序，對電氣設備運行故障信息進行分析。當系統發出預警信息后，檢修人員可以及時趕到現場處理，維護電氣設備故障處理的時效性。

2.5 信號抗干擾

在應用PLC技術后，能夠加強輸入信號的抗干擾效果，通過輸入模塊可以優化設計抗干擾措施，同時應用輸入信號中的輸入模塊濾波，全面降低外界環境對于輸入信號的干擾影響。做好控制器接地處理，減少輸入信號和輸入信號的干擾，高度關注電路信號的感應情況，同時注重信號感應的負面影響。通過信號抗干擾技術，有助于提升硬件系統的穩定性與可靠性，全面發揮出抗干擾技術的作用價值。通過應用配線抗干擾技術，可以減少配線間互感電容影響，科學分析輸入信號、輸入信號和電纜的影響關系，加大電纜保護力度。通過繼電器信號轉換功能，能夠區分電源線和接地點，有效分離動力線和信號線，以此降低干擾影響，維護系統運行效益。

2.6 硬件濾波及軟件抗干擾措施

針對硬件濾波干擾問題，將信號導入到計算機設備之前，應當在地線和信號線之間并接電容，以此減少共模干擾。在信號兩極間安裝濾波器，可以減少差模干擾。對于軟件濾波干擾問題，電磁干擾比較復雜，為了降低電磁干擾影響，需要優化設計PLC系統組態與軟件，同時做好軟件設備抗干擾處理，以此提升系統可靠性與安全性。

3? 結語

綜上所述，深入分析珺技術的設計應用要點，通過輸入模塊實現抗干擾設計，通過輸入/輸出電路，能夠將輸入/輸出信號轉化為電平信號，對現場設備起到驅動作用。通過故障診斷程度，能夠準確分析和判斷電氣設備運行故障。通過此次設計與應用研究，能夠全面掌握PLC技術的價值作用，使其合理應用到電氣設備自動控制系統中，確保電力設備運行的安全性與實效性。

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