摘要：自动化技术的科学性及其发展使其广泛应用于电气设备控制系统中，在电气设备控制中应用的自动控制系统日益增多，PLC控制系统就是电气设备中应用较多的自动控制系统之一。本文简要分析PLC控制系统在电气设备控制系统中的科学设计及其应用，希望为电气设备控制的自动化控制设计的科学设计给予有价值的参考，提高电气设备控制系统自动化水平。
关键词：PLC；电气设备自动控制系统；设计；应用
1 PLC在电气设备自动控制系统中的设计
1.1I/O模块点数的确定
电气设备自动控制系统设计中有关PLC输入、输出的数量与种类，决定了PLC在设计阶段所要确定的最终I/O模块点数，同时也要求技术人员要结合系统控制对象与PLC之间的信号关系，来对PLC控制系统中的储存器容量进行一个准确的估算。PLC现场总线接线较为简便，通过双绞线就可以进行多设备的连接，在进行新设备的加入时可以直接进行添加。
1.2信号的输入与输出设计
在信号的输入设计方面，采用输入模块的手段可以有效地避免输入信号相互干扰，此外，采用扩张器接地法也能避免输入线和接地部分的信号干扰。至于电路信号的保护方面，采用可靠性容错的手段能让电路负载压力更小。在信号的输出设计方面，要根据电路的干扰情况来设计，避免信号的输出被电流扰乱。设计防干扰手段要在设计开始时就着手，运用靠得住的手段如接触器来确保PLC信号不受干扰。
1.3基础软件和硬件设计
自动控制系统中最基本的要求是自动确定IO地址，在此基础上，之后的设计工作才可开展。在代码名称和IO地址名称确认无误之后，就能用软件和硬件来设计了。在运用软件时，大部分设计师会合理运用不同的软件编程和绘图，并根据以往工作经验来设计。在运用硬件时，一般则是运用PLC控制器、电气线路和有效防干扰的硬件，完成后就能连接设备。
1.4调试PLC控制系统设计
（1）联机调试。在开展调试工作时，一定要在主电机关闭的情况下进行，并且只需要调试它控制的线路即可。运用这种调试手段，有利于减少很多调试时间，并高效准确地查出软件设备和硬件设备里的毛病。若经过反复调试后未发现异常，电气设备就可以投入使用了。（2）模拟调试。开展模拟调试前，要先切断主电路的电源，再对系统的各个硬件设备及其有关的部位进行检查。若要对软件设施运用模拟调试这一手段，那么系统的所有开关信号可以被调试，PLC的输出信号也更容易被监察到。
2 PLC在电气设备自动控制系统中的运用研究
2.1 PLC功能运用
PLC主要是由电源、接口电路、CPU、存储器等部分构成，其中电源还包括了掉电保护电源、系统电源、备用电源等部分，CPU作为主要的存储部件，主要具有数学运算、逻辑等功能，在电气设备控制系统运用中发挥出了很好的协调作用。接口电路主要指的是现场设备、外围设备等部分，主要作用是，利用输入电路将输入信号进行电平转化，借助输出电路将输出信号进行电平转化，以此来驱动现场设备，并使其在系统存放、逻辑变量、信号监控等工作中得到广泛运用。PLC在电气设备控制系统运行中具有这些作用：开关量控制：借助限位开关、操作按钮，在检测现场控制信号的基础上，对电气设备的机械运作过程进行科学掌控；计数控制：在PLC系统内设置相应的计时指，在有限的时间内可以保证灵活多变，准确的进行系统设计，常见的计数器主要分为普通可逆性计数器、高速计数器，便于对相应的计数进行科学掌控[5]。进行有效的数据处理，利用移位寄存器来完成数据处理，这其中不仅有加减乘法，还有开方等算法，有效的进行相应的移位、传递等工作。
2.2开关量控制
随着现代技术的更好发展，为发挥出PLC在电气设备控制系统中的有效运用，进行有效的开关量控制，使得PLC在电气设备控制系统中得到有效渗透，对系统的运行过程、运动控制等过程进行科学严格化的监控，便于全面掌握开关量控制技术。某电力公司在运用PLC的过程中，主要对开关量控制技术提高重视，利用PLC代替原有的电力设备，有效的实现了顺序控制和逻辑控制，同时对接线、操作过程、运行速度等进行自由控制，充分发挥出PLC的技术优势。将开关量控制技术广泛用于电气设备控制系统运行中，便于电气设备故障维修，方便人员操作，有效提升了开关量控制的质量。采用开关量控制方式，有效节约了人力和物力，节省了资源，将开关量控制技术在自动化单台设备控制中得到有效运用，并对多台电气设备进行流水线控制，提升了人员的综合素质和专业化水平。
2.3过程控制
PLC在电气设备过程控制中得到有效运用，对于过程控制和运动控制的整个过程都提高重视，便于实现PLC在电气设备过程控制中的广泛运用。在离散过程、连续过程控制等环节，PLC起到了不可忽视的作用，利用PLC可以对连续变化压力、电流、电压、温度等模拟量提高关注，对于相应的历史数据和当前模拟量，作出有效的对比分析，从而更好的满足了用户的用电需求，依据系统参数信息保障电气设备的安全运行。在PLC系统运行中，及时掌握圆周运动、直线运动、脉冲量等实时控制数据，保障机械运动过程的有效性，提高了系统的控制精度，便于工作人员及时掌握相应的工作信息。下图为变电设备自动化控制流程。
2.4模拟量控制
在电气设备自动化控制系统中，PLC起到了非常重要的作用，在运用控制技术的环节，主要采用的是仪表监控的方式，便于有效提升系统的控制精度，系统在升温和降温的环节，采用自动化控制方式，来对电气设备运行进行集中控制。有效的完成控制系统故障检测和显示，及时了解信号与中间记忆单元件的逻辑关系，一旦电气设备发生故障，这种逻辑关系也随之受到影响，根据这些有效信息，利用故障诊断程序来分析电气设备运行中的故障信息，在系统发出预警消息后，工作人员第一时间赶到现场进行处理，保障了电气设备故障处理的及时性。
图1为变电设备自动化控制流程
2.5信号抗干扰
输入信号在采用PLC后具有很强的抗干扰性，比如借助输入模块来进行有效的抗干扰设计，充分利用输入信号的输入模块滤波来减少外界环境对输入信号质量的影响。保证控制器接地，避免在输入信号与输出信号之间形成信号干扰，同时对于电路信号的感应现象提高关注，对于信号感应带来的影响提高重视，及时借助信号抗干扰技术来提高硬件系统的可靠性，保证抗干扰技术的有效运用。配线抗干扰技术的运用，对于配线之间存在的互感电容，减少其干扰作用，将输入信号和输出信号对电缆的影响进行科学分析，切实保护好电缆，借助中间继电器的信号转换作用，将接地线与电源线及时区别开来，信号线与动力线有效分离，避免相互干扰，最终达到了避免外部配线干扰的目的。
结语
在电气设备的控制系统中科学应用合理的PLC，较大程度的简化继电器逻辑，能使自动控制系统得以简化，能增加控制系统稳定运行的可靠性，而且PLC系统易于掌握、其操作难度较低，可大程度降低电气设备控制系统在运行过程中可能出现的控制故障，以确保电气设备的自动控制系统的稳定运行。
参考文献
[1]刘晶.PLC在电气设备自动控制系统中的设计与应用[J].南方农机, 2018,49(16):107.
[2]徐嘉楠.PLC在电气设备自动控制系统中的设计与应用[J].化工管理,2018(14):231.
[3]刘靖雯.电气设备自动控制系统中PLC的应用与设计[J].自动化应用,2018(04):57-58.
论文作者:鲁运波1,李健2
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; 信号论文; 控制系统论文; 系统论文; 自动控制系统论文; 干扰论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第2期论文;