摘要：随着电子技术与计算机技术的高速进步，我国社会工业自动化程度不断提高。在此基础上，PLC 在电气设备自动控制系统中的设计与应用将会变得更加重要。本文主要对PLC在电气设备自动控制系统中的具体应用和强化应用成效的优化设计方案进行了分析。
关键词：PLC；电气设备；自动化控制
引言
在自动化控制系统应用越来越普遍的今日，在电气设备控制中也更多地使用了自动控制系统，而其功能也在不断地完善。比如在一些较为恶劣的工业作业环境中，PLC自动控制系统也就能够发挥出许多的辅助效应来完成工作目标，因此研究PLC系统能够促进电气设备的自动化水平提高。
1 实现PLC 技术在电气设备自动化控制中应用的技术支撑
从事自动化行业，要对 PLC 技术以及和 PLC 技术相关的一些电路知识进行了解，才能有更好发展。其中应该熟练掌握至少一家的 PLC 应用技术，推荐西门子的，因为应用上最广泛，技术资料最齐全，同时也应该熟练掌握至少一种组态软件，西门子 INTOCH 最佳，可能的话掌握 NI 公司的 labview。熟练掌握一种设计工具，最简单的CAD 工具，复杂一些的可以用 ELPON 等，熟悉低压电气回路设计原理，因为大部分自动化工程师需要参与到电气设计中，或者至少在应用层面上要清楚。熟悉至少一种运动控制系统，掌握伺服电机、变频电机、步进电机的控制；熟悉过程控制的基本原理；如果要参与大系统工程，需要了解至少一种 DOS的功能与用法。
2 PLC技术与电气设备自动化控制系统的结合
2.1 PLC 非标自动化编程技术与电气设备自动化控制
非标自动化行业编程一直缺少系统性标准，自由发挥的风格更占主要地位。因为 PLC 编程中梯形图既简单又方便使用，会存在短期了解后就能编出想要的控制效果，其实梯形图只是 PLC 编程在电气设备应用中的一个方面，离真正的核心部分还是挺远的，这也是非标编程行业的现状，精品的很少。有想法完全可以追求“整个控制系统在技术水平上达到了艺术级别”，毕竟人的需求在求变。“PLC 程序设计的框架结构都应用起 IT 类的程序框架”。最新的 PLC 框架模板都是按照IEC6113 标准来做，框架对应面向对象；模块化。这样的模板针对自动流水线设备可以说是万能的，降低应用门槛，只要会一些基础的操作就行，在今后电气设备的工作中也就会变得相当简单，需要调用工艺流程和执行机构的步骤都可以借助 PLC 非标编程来解决，剩下的就是交给电气 IT，完善各种底层程序框架，对现场维护进一步降低要求，会对行业起到促进作用。
2.2 PLC 信息控制技术与电气设备自动化控制
比较典型的实现方案是通过总线系统来交换信息，通过PLC 来控制，例如机器人到达预定位置后通过总线发送一个消息给 PLC，PLC 读取消息确认机器人到位则通过总线发送一个消息给焊机，然后接通电源。比较简单的设备也可以不通过总线通信，直接发送开关量信号可以。成本低、集成简单，连上并可以用。缺点是布线复杂，长距离可靠性低，容易被干扰，发生故障不容易排查。有些机器人的控制系统功能比较强大，也可以作为控制核心替代 PLC 的功能，直接通过总线或开关量通道和周围设备通信。
3 PLC在电气设备自动化控制中的具体应用
3.1 在楼宇自动化控制中的应用
由于现阶段的物业公司弱电技术水平层次不齐，有的楼宇控制工程就只有一个空调的调风口能够建设成功，其他功能一点点的被弱化了（集水井控制柜从不保养清洁，自己乱改，导致高水位信号无法传递给监控室总机、有些风机盘管位置安装不好，不易维修成为废弃点等）。当然，绝大部分的物业还是希望能够借助 PLC 设备来改善这些功能，
3.2 在顺序控制中的应用
顺序控制和开关量控制作为主要控制电力自动化辅助系统的方式，该行业在提升节能减排要求的同时越来越关注降耗增效，因此在生产中也不断提升了自动控制水平。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆PLC 在控制电力自动化辅助系统方面有重要的作用，既使单独工艺流程实现控制，并且还可以在信息模块和通信总线连接的协作下，对整体生产工作实现控制与协调。电力自动化系统从人力到强电，再到以计算机为支撑的自动化控制，系统的控制系统对系统的质量起着决定性的作用，进而对电力自动化的应用效果造成严重的影响。电力自动化系统应用 PLC 技术主要分为人机接口、PLC 构成的主站层、远程 IO 站及现场传感器三层网络结构，系统集控室的主站层和远程 IO 站利用通信总线连接，而远程 IO 站和传感器利用二次电缆进行连接。工作人员利用集控室内主站层的 PLC 系统，只要对控制室的显示屏进行控制便可以对整个系统的运行情况进行监控。
3.3 在开关量控制中的应用
传统的控制系统运用了较多的电磁元件，如电磁性继电器等，所以这些触点的故障使系统的可靠性降低，加上控制系统自身复杂的接线等问题，对系统造成不利。在自动化控制系统运行过程中应用 PLC 技术，只要把实物元件的软继电器大量取缔即可，不仅增强了系统的功能，便于维修，使其可靠性得到较大提升，还基于二次接线取消了配备专门闪光电源的需求。PLC 控制系统既可以使系统辅助开关的数目减少，还可以使多台断路器的信号集中显示和控制。在火力发电系统中备用电源自动投入装置的应用使系统的可靠性大大增强，为了合理的控制这类装置，在电业局的生产中广泛的应用了以 PLC 技术为基础的备用电源自动投入装置，并通过合理的调整和修改编程使系统实现运行，加上系统自身逻辑判断和处理数据的能力，也使系统的抗干扰能力提升，不断的扩大其适用范围，使系统实现了可靠高效的运行。
3.4 在闭环控制中的应用
系统中的泵类电机启动方式主要包括自动、现场控制箱手动等，自动启动方式应用 PLC 技术，PLC 内的顺控模块可以根据泵的累积运行时间在泵开机时自行选择主备用泵；利用机旁屏手动启动泵时，只需要在现场对开关进行调节，并按照泵的运行时间确定启动或关闭主备用泵，在此需要把开关调节至“调速器手动”档位才可进行现场操作。当前电力自动化运行常用的控制方式是常规控制系统和 PLC 控制系统有效结合，常规控制系统为 PLC 控制系统提供补充，是泵类电机控制的安全回路，即如果 PLC 因故障停止运行，常规控制系统会起到替补作用，为泵类电机正常运行提供保障。
4 对电气设备自动化控制系统中 PLC 系统的优化设计
4.1 基础设计优化
确定 IO 地址是自动化控制系统中一项最基础的内容，这也是由于只有在确定了其地址才能够进行后续的系统设计工作。确认过代码名称、IO 地址名称之后有关工作人员就能够使用软件与硬件进行设计准备。在软件方面主要有相应的软件编程设计工作、细致的软件设计安装配图以及接线图等，而一般来说有关的设计人员也会结合自身的经验进行相应的设计工作；在硬件方面则主要有电气线路、PLC 控制器以及针对抗干扰的相应硬件，最后就可以进行连接工作。
4.2 输入信号与输出信号的内容设计优化
输入信号与输出信号的设计内容分析分为两部分，首先是若想防止输入信号之间的干扰，则可以选择考虑使用输入模块的方式，在接地部分与输入线部分之间也可以考虑使用扩张器接地法来防止干扰。若想更好地保护电路信号，应当运用可靠型容错的方式来防止电路负载；其次是针对输出电路的干扰设计分析，这一点顾名思义：防止输出信号时的操作受到一些电流的影响。主要是在设计之初就考虑设计抗干扰内容，使用接触器以及一些可靠的安全方法去保证 PLC 的信号端安全。
5 结语
总之，自动化技术的发展需要 PLC 技术的支持，而自动化则需要依附于 PLC 控制以及和 PLC 相关行业的工艺才能意义，比如煤矿、汽车交通、电气设备试验等行业，需要对相关专业的工艺技术充分了解，才能把握好工艺需求，从而设计出更完善、更能满足用户要求、功能性强的自动化系统与设备来。
参考文献：
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[2]孙丽君，闫涛.PLC技术在全自动电气设备控制系统中的应用[J].黑河学院学报，2018，9（11）
[3]张靖贻.电气控制与PLC应用技术探析[J].湖北农机化，2018（09）
论文作者:杨培杰,谭小华,左文瑞,黄太斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：电气设备论文; 系统论文; 控制系统论文; 信号论文; 技术论文; 非标论文; 总线论文; 《基层建设》2019年第2期论文;