電氣設備自動控制系統中PLC的設計與運用研究

楊雨佳

摘要：隨著現代自動化技術的飛速發展，在自動化控制系統中的應用越來越廣泛，于此同時自動化控制系統也全面使用到電氣設備中，基于PLC技術的自動化控制系統是現階段應用非常普遍的控制系統。在進行電氣設備PLC自動化控制系統設計時，要評估控制任務、確定PLC系統規格、明確I/O模塊點數，在將PLC運用到自動控制系統中時，要確定PLC型號與功能、I/O地址以及系統控制元件。

關鍵詞：電氣設備;自動控制系統;PLC

0 ?引言

隨著現代社會經濟的不斷發展，我國的工業水平越來越高，而在現代工業領域，比如說汽車、船舶以及飛機內燃機的控制工作，不僅環境較為惡劣，同時對控制系統的要求也比較高，采用人工方式難以完成此工作，由此使得電氣設備自動化控制系統的應用范圍越來越廣泛，而PLC作為控制系統中的核心部件，發揮了非常重要的作用，并且隨著現代技術水平的進一步突破，PLC的功能也逐步健全，在特定環境中還可以充當計算機來實現多種控制工作，由此可見將PLC融入到電氣設備自動控制系統設計中十分有必要。本文重點探究了電氣設備自動控制系統中PLC的設計，并探究了PLC在其中的具體運用。

1 ?電氣設備自動控制系統中PLC的設計

設計人員在進行自動控制系統中PLC開發工作時，第一步要獲取PLC控制要實現的功能;第二步要對各種PLC產品的特征與價格進行比對和分析，確定能夠滿足使用需求、性價比高的控制系統中的程控器主機;第三步，在確定好主機型號以后，開發人員需要進行模擬量單元、顯示設置單元等部分的選型工作，做好PLC控制系統開發的準備工作。此外，要完成PLC主機的選型工作，需要從明確I/O地址、開發控制系統與調試系統三方面進行[1]。如圖1所示為PLC控制系統開發流程示意圖。

1.1 評估控制任務

在進行電氣設備自動控制系統開發中，第一步要開展控制系統任務的審核與評估工作，明確控制系統需要實現功能的類型與方式，核查PLC是否能夠滿足實際的應用需求，同時根據電氣設備的實際工作標準初步確定PLC的規格與工作形式，另外，也要依照自動控制系統的應用需求來衡量PLC系統的性能、數據分析效率等是否可以達到標準要求[2]。

1.2 確定PLC系統規格

PLC是自動化控制系統中最為關鍵的一部分，在確定PLC系統規格是必須要根據電氣設備的相關參數來綜合分析與確定，從而確保選擇的PLC系統規格能夠很好的滿足自動化實際控制需求。確保PLC系統規格的科學性有助于加強控制管理系統的運行性能。PLC系統能夠基于軟件以及相關設施的控制來進行系統的深入互聯，并依托于優異的處理器進行大型現場控制，促進了電氣行業自動化控制水平的整體加強。

1.3 明確I/O模塊點數

I/O模塊點數的多少取決于自動化控制系統中PLC輸入端口、輸出端口的數量以及類型，此外開發人員還需要根據被控制部分與PLC之間的信號傳輸方式，來確定PLC系統中存儲器存儲空間大小[3]。PLC現場總線的接法方式非常的簡單，利用雙絞線就能夠完成不同設備的相互連接，在需要增設新設備時直接連接即可。

2 ?PLC在電氣設備自動控制系統中的運用

2.1 PLC型號與功能的確定

開發人員在開展PLC選型工作中，必須要結合實際使用需求來進行，保證選取的PLC的功能能夠滿足控制要求，另外開發人員還需要重點關注PLC工作的穩定性與安全性，在實際選型工作中還需要預留一定的安全系數，保證滿負荷運行的需要[4]。穩定性是PLC控制系統正常運行的基礎，只有具備良好的穩定性才能夠在設備調試與拓展中安全運行，同時也是確保PLC系統實現電氣設備自動化控制的核心所在。在PLC控制體系中，探測功能是十分重要的一項功能，在具體應用中，PLC系統可以精準、快速的對系統中的故障進行查找與定位，根據探測性質的不同，包含了危險行為的探測以及目標追蹤探測兩種，并且這兩種探測方式所適用的范圍也是各不相同[5]。具體來說，危險行為探測的職能是對發現的危險發出警報，響應表示為控制系統能夠根據獲取的數據信息做出相應的反饋，涵蓋了報警信號與系統自動處理等信息。自動化控制系統中的管理功能是對平時的操作進行智能化管控，并自動執行控制系統中設定好的程序指令。此外系統中的存儲功能是對探測工作、管理工作產生的數據信息以及系統日志等的數據進行存儲。

2.2 確定I/O地址

在進行自動控制系統中PLC開發工作時，在初始階段就要完成I/O地址的確定，直接影響到后續開發工作的順利開展。在確定I/O點數時，要結合實際使用需求進行，并認識到系統的備用以及擴充需求，保證選取的I/O點數能夠符合系統應用需求[6]。離散輸入以及輸出接口的選型第一要考慮標準接口，在標準接口滿足不了應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，通過大數據技術實現通信PLC地質數據管理，具備數據信息的收集、分析、篩選以及整合等多項功能，從而保證業務系統以及信息服務工作的正常開展，同時還可以為各個功能配備適宜的數據接口。PLC地址數據管理能夠實現的功能有數據信息共享、儲存以及處理三大板塊[7]。具體來說，要對獲取的大量數據信息開展整合與存儲工作，并依照數據的特征、來源以及時間等因素對其進行分類管控，與此同時還可以對相關數據信息進行分析、監控以及轉化成報表形式等。數據信息的存儲一方面要滿足結構化數據的存儲需求，另一方面也要可以進行非結構化數據信息的存儲與管控，甚至還要能夠滿足海量數據、復雜數據信息的處理需求。

2.3 系統控制元件的開發

系統控制模塊在電氣設備PLC自動控制系統中占據了十分關鍵的地位，在進行系統控制元件開發過程中，必須要依照真實的狀況來開展科學規劃與分配工作，并進行系統原始程序以及開發程序的輸入。由于電氣設備定位的特殊性，必須要保障PLC自動化控制系統運行的可靠性，開發人員需要將控制元件裝配到系統中，緊接著開展程序寫入工作，在完成上述工作后開展檢測工作，確保開發的系統控制元件能夠達到實際應用標準。

3 ?結語

綜上所述，隨著PLC技術的不斷發展，在電氣設備自動化控制系統中發揮了越來越重要的作用，在進行PLC控制系統設計時，要先評估控制任務，緊接著確定PLC系統規格，最后明確I/O模塊點數，在具體運用中，要確定PLC型號與功能、I/O地址以及系統控制元件。

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