PLC控制系统在电气设备中的应用研究

陈雪飞

摘要：在电气设备中应用了PLC控制系统后,能够大大简化过去传统的复杂继电器逻辑,提高了电气系统的安全性和可靠性。同时,PLC系统的操作简单、故障率低,运行稳定、维护方便等特点,也使得PLC控制系统在电气设备中的应用范围越来越广泛,提高了电气设备的现代化、自动化水平,因此,应该在电气设备中大力推广PLC控制系统。

关键词：PLC控制系统电气设备应用

中图分类号： TL503.6 文献标识码： A

文章根据自己工作经验，通过以下PLC应用实例，得出了PLC控制系统的优势和特点，进而得出了PLC 控制系统在电气设备的设计。

一、 PLC 控制系统在电气设备中的典型应用。

在传统的电气设备控制系统中，主要是由继电器装置实现的，系统是通过自动的方式实现用户预先输入的指令，并且根据指令的内容执行相关的操作。通常情况下，电气设备的控制系统主要包括输入模块、输出模块以及控制模块三个部分组成，并且其中的控制模块主要由继电器和相关的触点、传感器以及开关按钮等组成，而指示灯、电磁阀等则作为其输出部分。这三个部分按照一定的顺序通过线路进行连接组成了电气设备的控制系统，然而，由于传统的电气设备控制系统中的操作较为复杂，而且系统的可靠性得不到保障，系统的整体可靠性较低，因此就需要考虑可靠性更高的控制系统，这也整是PLC 控制器产生和大规模应用的原因。

在PLC 控制系统中，其组成部分同样包含着输入、输出以及控制三个模块组成，所不同的是 PLC 控制系统采用的是可编程控制器，它能够实现电气设备控制的简便性和较高的可靠性，而且在进行 PLC 控制系统的构建时，其操作的难度相比传统的继电器控制系统也有着很大的提升。因此，基于 PLC 控制器的电气设备控制系统能够获得大规模的市场应用。下面对 PLC 控制系统的主要应用案例进行分析，以期能够更好的改善 PLC 控制系统的性能。PLC 控制系统在电气设备改造中的应用。老旧的电气设备的改造是目前我国面临的一个重大难题，而 PLC 控制系统由于其操作的简便性和易于实现等特点，决定了其在老旧电气设备改造中的大规模应用。

具体来讲，其实现分为软件和硬件两个方面。首先在硬件方面，需要对 PLC控制器的型号及其相关的配套模块进行详细的选择。在进行 PLC 控制器的选择时主要考虑其性能参数、价格以及配套设备模块的数量等因素 ；其次是设备的输入输出端口的选择，一般情况下选择端口数量时要留出一定的备用空间，同时对输入输出端口的具体性能仔细进行分析，以更好的提高 PLC 控制器的性能 ；最后是控制器电源模块的选择，在选择的电源能够满足 PLC 控制器需求的情况下，还需要对PLC 控制器的抗干扰性能进行考虑，这主要是由于 PLC 控制器的工作环境恶劣，而且其性能受到环境的影响较大，因此在硬件实现上就需要对其抗干扰性能进行考虑。

而且在 PLC 控制器的存储器选择上，除了基本的存储器以外还需要选择一个合适的备用存储器，以更好的提高 PLC 控制器的系统可靠性。在软件实现方面，首先要根据 PLC 控制器的功能进行系统的初始化设计，在此过程中整个电气控制系统的启动、关闭条件进行确定，从而确定 PLC 程序的结构。同时还需要选择合适的语言对 PLC 控制器的系统功能进行描述，并且对所编写的程序进行检查 ；最后完成整个 PLC 控制系统的调试工作。

二、PLC 控制系统的原理、特点。

PLC即为可编程控制器，其主要被应用于工业环境，尤其是电力系统中。20世纪下半叶，计算机技术、网络通信技术、现场总线技术的发展，使可编程控制系统应运而生。PLC控制技术最初被应用于汽车工业，并取得很大成功。网络取得很大发展之后，PLC技术开始不断向电气一仪表一计算机控制一体化方向发展。到目前为止，其设计安装和调试的简便性、编程方法的简单性、超强的适应性等特点，使其成为自动化技术发展的热点和前沿技术。在硬件组成方面，主要包括主处理器、输入输出端口、功能实现模块以及外界通信模块等方面，其组成结构类似于一台计算机。同时内部存储器能够执行逻辑运算、计数、算数操作等多项用户指令，也正是由于 PLC 有着良好的扩展性，能够通过外界接口与外部设备实现良好的对接，因此其在工业控制领域有着较大的发展，成为了工业控制系统的核心。

PLC 控制系统在进行工作时，首先对用户的指令信息进行扫描，并且将扫描信息中的指令逐一执行，这也正是其作为一种初期的简单可编程逻辑处理器需要实现的功能。然而随着 PLC 技术的不断发展和工业控制领域对于 PLC 要求的不断提高，在工业领域的应用已经远远超出了简单的逻辑应用范畴，其实现的功能得到了很大程度的扩展。在具体实现方面，PLC 控制器的设计一般体积较小，并且属于即插即用型，便于进行 PLC 控制器的更换和连接，因此在建立 PLC 控制系统时，所需的时间较短，同时 PLC 控制系统的用户界面设计较为简单，便于用户对其进行掌握，同时用户还可以通过 PLC 的运行装置指示信息进行故障检查，用户可以在发展故障时及时的排除或者更换相关的模块，因此 PLC控制器还有着便于后期维护、易于实现等特点。

在其应用方面，PLC 技术展现出了较好的应用性能，具有较好的系统适应能力和抗干扰能力，而且系统具有较高的可靠性和良好的系统扩展性，因此，PLC 技术的应用领域可以扩展到复杂电磁环境的领域，以更好的提高系统的整体抗干扰能力和系统可靠性。此外，PLC 技术还在系统的各个模块之间预先设置了辐射屏蔽的相关装置，同时使得系统硬件具备了自检和抗干扰的能力。因此，PLC 产品有着十分丰富的应用，其接口模块的的数量也十分庞大，这对于提高 PLC 控制系统的应用有着重要意义。

三、PLC 控制系统在电气设备的设计。

1、 PLC 控制系统的过程设计。整个具体的设计过程应当确定 PLC在电气设备所需要完成的实现目标，然后在这条件基础上确认 PLC 控制系统在电气设备当中的相应范围，依据采用的控制系统电路来确认相匹配的主机，最后依据所选主机而选取有关的配套模块。

2、 PLCI/O 接口地址的设计。I/O 接口地址设计应当作为 PLC 系统设计过程中十分重要的环节。对于软件方面而言，只需要确定 I/O 接口的地址之后才可以进行有关的软件编程工作 ；对于硬件与 PLC 外围电路而言，只需要确定 I/O 接口地址之后才可以进行绘图、接线与装配等具体工作。

3、 PLC 控制系统的设计。

⑴ PLC 控制系统的硬件设计在电气设备相应的 PLC 控制系统的硬件设计环节当中，最关键的即为电气设备的相应控制系统设计，其目的在于能够控制整个电气设备硬件系统的执行状况。通常情况下 PLC 抗干扰设计包含了三个部分，其一为电源系统的抗干扰设计，目的是为了能够控制电网的干扰 ；其二为输入输出部分的抗干扰设计，目的在于为了能够控制输入输出的电流干扰。 其三为外部配线的抗干扰设计，目的在于为了能够避免外部配线之间的相互干扰。

⑵ PLC 控制系统的软件设计。PLC 控制系统相应的程序设计通常分成五个步骤 ：首先应当确定控制系统的启动与关断条件等 ；其次应当判断控制程序中的输出对象是否具备启动或者关断的限制条件 ；另外输出对象依据标准方程实行编程工作 ；同时把已知条件代入从而设计出程序对应的梯形图 ；最后对所编写程序进行相应的检查修改工作。

4、PLC 控制系统的调试。

⑴模拟式调试。实行硬件式模拟调试的条件为控制系统和主电源处于断开状态，从而把硬件独立出来能够进行模拟式调试。在模拟式调试过程当中，软件部分的调试工作主要是借助各种形式的输入控制与观察信号指示灯的变化情况来达成的，即应用开关、电位表与万用表等各种模拟输入信号，在观察 PLC 控制系统的输出逻辑关系来确定软件部分是否可以正常执行。

⑵联机式调试。在模拟式调试成功的条件下，就能够实行系统的联机式调试工作。联机式调试目的在于测试 PLC 控制系统软件与硬件部分之间的兼容性程度，即把模拟式测试通过的软件程序加载至 PLC 控制电路之中执行的实际运行。

结语：

综上所述，本文主要分析了 PLC 控制系统相关的具体硬件设计方案，根据单片机系统对于温度参数实行实时采集和控制处理，把实际温度和设置的两个温度实行对比来控制风扇与加热器的实际运行工作，同时介绍 PLC 控制系统在实际电气设备控制系统中具体的实践应用。

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