摘要:随着社会时代的不断变化发展,可编程序控制器技术也在飞速的进步和改进,PLC控制系统就是其中一项较为先进的控制技术。它能够适用于较为恶劣的工业环境当中,并具重量轻、体积小、性价比高等特点。因此,本文对PLC控制系统在电气设备中的设计与应用进行分析。
关键词:PLC控制系统;电气设备;设计;应用
近些年,社会经济得到了迅猛的发展,可编程序控制器技术也得到了突飞猛进的发展,而PLC控制系统作为一种先进的可编程序控制技术,被广泛运用于环境恶劣的工业中。这种控制系统体积小、重量轻、性价比高,应用效果相当明显,可以有效提高电气设备的运行效率。
1PLC控制系统的涵义及特性
1.1PLC的涵义
PLC即可编程逻辑控制器。PLC控制系统主要通过将可编程的存储器设置在存储程序内部,从而实现指令的有效算术、逻辑运算、顺序定时和控制等。PLC控制系统主要通过模拟和数字的输入/输出来控制各类生产和机械设备操作。
1.2PLC控制系统的构成
从本质上说,PLC控制系统是一种运用在工业中的专业性控制计算机,所以它的系统设备的构成跟一般的微型计算机大致相似,基本构成涉及到存储器、CPU、电源、输出输入接口、功能模块和通信模块等。
2PLC控制系统在电气设备中的设计
2.1设计流程
当一个电气自动控制任务确定后,首先要分析评估控制任务,确定PLC的控制范围,通过对PLC功能、价格等因素比较之后,工程技术人员,一般选择自己喜欢并且比较熟悉的品牌产品作为程控器主机。主机选定后,则相应的配套模块,如模拟量单元、显示设定单元、位置控制单元或热电偶单元等随之相应地确定了。
2.2I/O地址的确定
PLC接线端子上的输入/输出信号的地址确定是进行PLC控制系统设计的基础。对软件设计来说,只有I/O地址确定后才能进行编程;对控制柜及PLC的外围接线来说,只有I/O地址确定后,才能绘制装配图、电气接线图、安装人员才能进行装配和连接线路。I/O点的名称、代码和地址,最好以表格的形式列出。
2.3PLC控制系统的设计
PLC控制系统完整的设计分为两个大部分,分别是软件系统设计和硬件系统设计。对于软件系统设计来说,一般是指对PLC控制系统程序的编写,PLC程序可分为主程序、子程序和中断程序,其被用于对电气设备的软硬件进行控制;而对于硬件系统设计来说,一般有抗干扰措施的设计、电气设备控制元件的选用以及电气设备控制系统设计等。
2.3.1PLC控制系统的软件设计
PLC控制系统的软件设计并没有固定的方法,即编写一个最优化的PLC软件程序并没有捷径,只能依靠编程人员自身的能力和经验。因此,编程人员个人的能力和经验是完成好这项工作的关键所在。当然,PLC的软件设计还是有基本的设计方法,包括流程图法、逻辑代数法以及功能图法等。PLC程序设计的一般有五个步骤:首先确定控制系统的启动条件、关断条件等;第二步是判断控制程序中的输出对象是否存在启动或者关断的制约条件;第三步是输出对象按照标准方程进行编程。无制约条件时,使用方程:,有制约条件时,使用方程:;然后将已知条件代入,设计出程序的梯形图;最后是对所编写程序的检查修改。另外一个需要注意的问题是,一般的控制系统设计的编程方式最好采用梯形图,因为梯形图相对于语句编程来说更为直观形象。
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2.3.2PLC控制系统的硬件设计
在电气设备的PLC控制系统的硬件设计过程中,最核心的就是电气设备的控制系统设计,其用于控制整个电气设备的硬件运行。电气设备的控制系统设计的好坏与否对于电气设备能否正常使用具有十分重要的影响;电气设备中的抗干扰措施设计主要是用于提高控制系统软硬件工作的稳定性以及对外界环境影响的适应能力。一般的PLC抗干扰设计包括三个部分,一个部分是电源的抗干扰设计,主要是为了控制电网的干扰。另一个部分是输入输出的抗干扰设计,主要是为了控制输入输出的电流干扰。最后一部分是外部配线的抗干扰设计,主要是为了防止外部配线之间的干扰;元件的选用在硬件设计中也占据非常重要的位置,如果选用的元件不合适,对于整个控制系统的硬件设计影响很大。
2.4整个系统调试
系统硬件部分的模拟调试必须在断开主电路的情况下进行。一般只能调试手动控制部分是否正确;软件部分的模拟调试,主要是模拟各种开关信号输入,观察PLC输出端的输出指示灯变化状况;调试时,需要模拟量信号时,可采用开关、电位器和万用表配合进行模拟各种现场开关信号和传感器信号。然后观察PLC的输出的逻辑关系是否符合控制要求;同时,可在电脑中直接模拟调试;如果出现错误,应反复修改调试程序,直到输入逻辑功能完全正确为止。
3PLC控制系统在电气设备自动化控制的应用体现
3.1PLC技术在顺序控制中的应用
顺序控制指结合控制系统运行实际,在充分参考生产工艺的基础上,综合考虑控制系统影响因素、内部状态等,保证系统能够按照预定设置,自动完成相关操作。将PLC技术应用到电气设备自动化控制中优点显著。例如,对继电器控制元件利用PLC技术实现顺序控制,不仅有助于提高控制灵敏度,而且还可通过控制部件的模块化操作,运行过程中实现单独控制,避免控制迅速紊乱造成的不良影响,使得控制的时效性大大提高。
3.2PLC技术在开关量控制中的应用
电气设备传统自动化控制主要借助电磁性继电器对开关量的控制实现,不过随着需要控制的电气设备越来越多,给控制工作提出较高要求,尤其需要进行复杂的系统接线操作。另外,该种情况下控制系统运行影响因素较多,运行稳定性受到较大不良影响。而将PLC技术应用到开关量的控制中,可有效避免上述不良情况的发生。应用中一方面,做好原有控制系统的分析,寻找PLC技术与原有控制系统的契合点,实现两者的无缝对接。另一方面,掌握电气设备运行需求,使用PLC技术对相关控制环节进行适当优化,进一步提高电气设备控制水平与质量。
3.3PLC技术在闭环控制中的应用
PLC技术在电气设备自动化控制中的应用还体现在闭环控制中。泵机是较为常用的电气设备,拥有自动启动、手动启动以及现场控制箱启动等,其中在对泵机\行环境以及运行状态综合分析的基础上,利用PLC技术对泵机的自动启动进行优化,掌握泵机运行参数,适当调整泵机运行参数,输入控制系统中,使泵机运行参数更好的满足生产要求。实践表明,PLC技术在闭环控制中的应用优点突出,不仅降低控制工作难度,而且提高可控制系统稳定性与安全性。
结束语:
总之,通过对电气设备PLC控制系统的设计与应用的相关研究,我们可以发现,PLC控制系统的多项技术优势决定了其在电气设备中的地位,有关人员应该从电气设备控制的客观需求出发,研究制定最为符合实际的PLC控制系统设计应用方案。PLC控制系统比较容易操作,有效减少了电气设备控制系统运行过程中的控制故障,可以对PLC控制系统进行推广应用,以保证电气设备的自动控制系统能够稳定有效地运行。
参考文献:
[1]PLC在电气设备自动控制系统中的设计与应用[J].徐嘉楠.化工管理.2018(14)
[2]电气设备PLC控制系统的设计与应用[J].王岚,张金旭,齐立超.科技经济导刊.2016(06)
[3]电气设备PLC控制系统的设计与应用[J].彭科.黑龙江科技信息.2016(05)
论文作者:赵于昌
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/24
标签:控制系统论文; 电气设备论文; 技术论文; 抗干扰论文; 程序论文; 机运论文; 硬件论文; 《电力设备》2018年第35期论文;