PLC在高科技游乐设施电气自动化控制中的应用

【摘 要】电气自动化控制系统中，由于各种电控箱之间的电气控制基本都是通过电气连接线来进行连接，接线复杂、错误率高、维护量大，而且质量还得不到良好的保证，尤其当线路比较复杂的时候会给工作人员的安装等问题带来很多不必要的麻烦，然而PLC即可编程控制器，有效地避免了这些缺点，因而在电气自动化中得到广泛的应用，本文主要针对PLC进行了的原理介绍以及对PLC在高科技游乐设施的电气自动化中的应用进行了简要的分析。

【关键词】PLC；高科技游乐设施；电气自动化控制；应用

高科技游乐设施电气系统设计中，经常遇到各用电设备逻辑关系繁杂的运动过程，要求应用自动化程度高的电气控制系统来实现精确控制、实时控制。传统的电动机采用机械继电器实现线路的控制运作，控制系统的自动化程度的高低决定控制线路的繁简，系统可靠性程度，因此，针对以上情况，合理运用PLC技术，对电气控制系统控制系统提升起到很大作用。

1 PLC简介

（1）PLC技术应用原理：PLC是可编程序控制器，全称是Programmable logic Controller，在现代电气控制中具有举足轻重的作用，原理如图1-1。

1）输入模块。输入是PLC电气控制系统的基本阶段，包括指令、按钮、限位等决定最终的控制效果。PLC输入模块收集有用信息的方式是进行扫描，然后将信息存储到内部系统，等待后面的环节；

2）CPU计算。输入完成后，PLC对存储的信息运用符合的公式概念进行计算，保证计算结果的全面有效，计算操作完成后会对计算的有效结果自动刷新，并利用存储器进行存储操作；

3）输出模块。PLC最后一个步骤就是数据的刷新输出，通过CPU的运算到输出环节中，控制系统控制传输设备进行信息输出，存储有效结果，实现输出结果，体现在设备运行上；

（2）PLC主要优点。

1）减少接线、邏辑语言实现。PLC主要依靠编程技术进行控制，利用内存进行设备逻辑工作控制，连接PLC输入、内部运算、输出设备，对整个机电设备的进行控制；

2）PLC编程语言灵活。PLC自控系统采用语句表、梯形图、功能块等程序编辑模式，操作方法掌握容易，基本不用进行维护，充分与自动控制技术结合；

3）维护简单，性能可靠。由于接线少，检查范围将大大缩小，可以在短时间内处理好，保证了系统的稳定[1]。

2、高科技游乐设施

高科技游乐设施即通过数码影视技术、虚拟仿真技术、网络技术、设备平台技术等相互结合，其中以游乐设备为载体，将文化体验转换成现实的游乐产品，其完美结合，突破传统游乐设备的游玩模式，打造更富动感的立体体验式游乐项目，即高科技游乐设施。其中，PLC作为设备载体的大脑，设备仿真体验中起到至关重要的作用。

3 PLC在电气自动化系统中的应用

（1）PLC控制系统的配置分析。

1）输入口、输出口。自动化控制过程中，遇到温度、电压、速度、功率、流量等物理参数变化，通过采样输入将这些数据发送到PLC进行数据的接收和转换；

2）电源模板。其主要功能是提供CPU运行、外部接口的电源；

3）接口模板。各类模块对机架进行的接口连接控制；

4）运算单元。具有运算作用，作为PLC的一部分，运算功能强大；

5）底板。对所有的模板进行连接；

（2）在开关量控制上的应用。PLC的本质是用虚拟继电器替换传统机械继电器的工作模式。传统机械继电器具有反应速度较慢的缺陷，在开关量控制过程中较易出现控制不及时，采用PLC控制，可以确保断路控制的及时性，提高工作效率。

4 PLC技术在高科技游乐设备电气自动化控制中的应用

游乐设备是属于特种设备行业，具有安全性要求高、工艺精度高、制造复杂、运行精度高等特点，为了保证设备的运行效果响应精度高、运行速度快、位置误差率低等，应用PLC的网络运算、闭环控制等，可以满足整体的运行状态和效果。

4.1 PLC在高科技游乐设备电气自动化控制中目的：应用PLC的目的包括以PLC为核心，输入输出控制、实现与智能仪表配合，选择合理的PLC、控制元件、传感器等，完成控制系统功能、显示状态、检测信息、组建报警硬件等，对设备的电气自动控制及运行状态控制功能、显示功能和检测功能。

4.2 PLC技术在高科技游乐设备的安装要求和工作环境

4.2.1 安装要求：避免高强度的电源、电磁干扰，可以采用系统自带的屏蔽层的隔离变压器减少干扰；避免与干扰能力大的设备共处一室；PLC的输出、输入线路分开走线，远离动力线和高压线；避免信号错乱造成设备安全问题。

4.2.2 安装环境

温度：PLC要求环境温度控制在0-55℃范围内；湿度：空气湿度小于85%；震动：远离震感强烈的震动源；空气：避免接触硫化氢、氯化氢等腐蚀性强的可燃气体；海拔：2000米以下。

4.3 应用实例

4.3.1 PLC的选型：PLC种类较多比如西门子、AB、OMRON、倍福等知名品牌，这些品牌的PLC设计框架不同，功能会有些许差异，主要根据实际需求来选择，比如小型系统适合OMRON系统，大中型可以选择西门子等，同时要考虑控制元件的兼容性问题，比如有特殊协议的需求，要具备相匹配的功能，才能正常使用并发挥相应PLC的最大价值。

4.3.3 输入和输出工作：PLC的控制系统由接触器、断路器、继电器、热继电器等相关器件构成，电气工程师进行线路设计时，要利用PLC的优点对控制量进行设计规划分配、对系统数据传输采用兼容性更好的协议、输入输出的电气性能进行匹配，实现根据不同的操作要求匹配不同的性能模块和PLC模块。

4.4 游乐设备产品中PLC的故障分析与处理：游乐设施产品中PLC主机系统在电源系统发生故障的概率较高，电源系统需要连续工作及散热同时产生大量的电流波动冲击，散热口多灰或风扇故障较常见，注意4S工作。PLC多是插件结构，插件结构的使用容易造成系统总线的损坏，插线模块的使用容易造成底板、接插件接口处等处的总线损耗。控制室内空气湿度变化、温度变化，总线的接触点氧化、塑料老化都是总线损耗的原因。总线损耗故障的处理及预防都是要提高集中控制室的管理水平，定期除尘并加装降温措施，使PLC的外部运行环境达到安装使用规定要求，保证工程自动化控制工作顺利展开[2]。

5 结语

综上所述，在游乐设备电气自动化控制中，PLC因其可靠性、性价比高、安装简单、操作便捷、设备完善、抗干扰能力强等优点，被广泛应用。在实现PLC具体应用时，要按照技术要求配合集散控制系统使用，创造便捷的操控体系，实现电气设备的紧凑安排，降低生产设备的故障概率和设备的维修费用，提高产品质量，提高生产效率。随着PLC技术发展，功能更加完善和强大，在高科技游乐设备中应用将越来越广泛。

参考文献：

[1]朱浩宇.PLC在电气自动化控制中的应用研究[J].河南科技，2013（22）：144.

[2]丁荣乐.智能化技术在电气工程自动化控制中的应用研究[J].科技资讯，2016，14（32）：29-30

作者简介：

深圳维骏文化旅游科技有限公司 于钦洋 总工程师 副总经理

（作者单位：深圳维骏文化旅游科技有限公司 广东省深圳 518000）