PLC在电气设备自动控制系统中的设计与应用

文/范晓晓（安钢集团冷轧有限责任公司）

一、PLC控制系统的概述

（一）PLC的定义

PLC是英文Programmab leLogic Controller的缩写，翻译为中文就是可编程控制器。PLC控制系统将编写合格的程序直接编写到存储器内，通过系统运行可以实现控制、计算、计数、定时等操作，安装用户的需求执行相应的命令。PLC控制系统通过模拟或者数字的方式进行信息的传输，完成机械设备的操作。

（二）PLC控制系统的结构组成

PLC控制系统属于工业生产专业控制系统，所以其各项组成和微型计算机是基本一致的，主要有处理器、存储器、电源、电路、功能模块、通信模块等。

（三）PLC控制系统的特点

PLC控制系统的特点为运行速度快、存储量大、性能优越、设施全面以及编程设计简便等，同时还能够抵抗外部干扰的影响，操作与维修都非常的便捷。在系统运行中，通过内部的编程软件取代了传统的继电器逻辑控制电路的中间和时间继电器，简化电气设备的组成形式，实现控制稳定性和可靠性的提升。

二、PLC控制系统在电气设备中的设计

PLC控制系统应用到电气系统内包含下述几个方面的内容。

（一）对控制任务进行评估

PLC控制系统应用到电气设备内，首先要进行工作任务的评估和分析，保证设备能够应用PLC控制系统，并且控制系统可以发挥出应有的作用，运行符合正常的要求。在PLC控制任务分析环节，从下述几个方面出发进行分析：(1)PLC系统运用达到可靠性、稳定标准。(2)PLC系统控制规模符合工作需要。(3)PLC控制系统满足数据处理的要求。(4)PLC控制系统的工艺符合运行的要求。

（二）选择PLC控制系统的机型

在控制系统设计中，PLC机是核心的部件，所以在确定设计方案的过程中，选择最佳的PLC机型最为重要，可以保证PLC控制系统的各项指标和标准符合要求。一般情况下，PLC机型的选择要从下述几个方面出发进行：(1)选择和系统匹配的机型。(2)保证系统容量符合运行的要求。(3)设置符合系统运行要求的电源输入、输出模块。

（三）确定I/O的点数

在进行I/O模块点数和种类方面确定的过程中，结合系统要求明确输入、输出的数量种类以及等级，还要分析确定不同对象PLC之间性质与信号的关系，做好系统储存容量的合理计算与控制。

（四）设计控制系统

设计人员确定控制系统设计方案的过程中，要从完整性角度出发考虑，分析软件、硬件方面的需要，让二者之间有相互配合、辅助的关系。(1)软件设计。编写符合实际需要的程序，由软件与硬件两个部分构成。(2)硬件设计。保证硬件具备一定的抗干扰能力，同时还要确保和控制器、电路的连接效果合格。

（五）调试系统

对PLC控制系统设计的最后环节就是进行系统的调试，这是极为重要的工作，具体可以从模拟调试与联机调试的角度出发。(1)模拟调试。这是第一阶段的调试，目的是保证系统设计达到工艺性的要求。调试时，系统外部直接连接输入开关装置，并且通过其作为模拟信号利用，通过输出端子的二级发光管，随时了解PLC系统输出状态。(2)联机统调。模拟调试工作结束后，就开始联机调试。此时会把外部输出屏蔽处理，并且利用编辑器做好各个分段部分的监控与调试，提高运行效果。(3)做好安全设施的全面检查。设计人员在上述调试完成后，对于整个系统进行安全方面的检查，保证PLC控制系统准确稳定的运行，同时做好备份处理，防止发生程序损坏或者丢失的情况。

三、PLC控制系统在电气设备中的应用

PLC控制系统应用到电气设备中，具体从下述几个方面出发：（1)选择电源。一般来说，电源选择的过程中，重点从电流输出的角度出发进行分析，保证电源额定输出电流大于I/O模块、处理器模块以及专用模块等所消耗的电流总和。（2)选择机型和功能模板。选择机型的过程中，充分了解各项功能，提高运行的效果和质量，符合系统工作的质量和标准。然后根据机型确定相应功能模块，达到系统功能标准。（3)设计系统控制的元器件。控制元件设计环节，主要是从初始化程序、存储器空间分配、各个功能子程序编辑、存储器的选择、辅助程序设计、故障应急措施确定等。（4)选择I/O模块。对I/O模块选择时先进行点数的确定，然后才是进行输入、输出的离散控制，并且模拟系统输入与输出量。(5)系统的接线和安装。将控制系统内的各个部件全部都安装到同一块配电板表面，然后依据PLC系统接线图进行全面的连接。(6)调试控制系统。安装工作结束后进入到调试阶段，加强软件调试，满足正常运行的功能要求。(7)试运行控制系统。对PLC控制系统调试工作全部结束后，就可以将系统投入到运行中。在整个的系统运行阶段，设计人员随时了解PLC控制系统的运行状态，如果发现存在问题，立即停机，然后分析形成问题的原因，以更好地采取措施解决，提高整体的运行效果和质量。(8)整理与编制PLC控制相关文件。(9)交付使用。

四、结语

PLC应用到电气设备自动化控制系统内，可以发挥出该技术的优势，提高系统控制水平和效果，简化系统组成结构，保证电气系统运行效果和质量，不会有严重的运行偏差。此外，PLC控制系统操作简单、运行稳定、维护方便快捷，所以被广泛地应用到控制领域内，保证运行自动化效果合格，也能够有效地促进我国工业领域的全面发展和进步。