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摘要：本文首先介绍PLC控制系统在电气设备控制系统中的设计，接着分析了电气设备控制系统中PLC的运用，为电气设备控制提供相应的自动化控制参考，推动电气设备控制系统自动化水平的不断提升。
关键词：电气设备；自动控制；PLC系统
前言
随着自动化技术在电气设备控制中应用越来越广泛， PLC控制系统在电气设备中的运用逐渐广泛。PLC 控制系统在实际应用中具有体积小、质量轻、性价比高以及适用性强等特点，可以在绝大部分较为恶劣的工业生产环境中进行应用，它对于提高整个电气设备自动控制系统的性能有着重要作用，
二、PLC 控制系统的设计
1．设计流程（如图1 所示）
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. I/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。
3. 控制系统设计
系统设计分硬件设计和软件设计两部分。系统硬件设计主要包括PLC 控制器及外围线路的设计、电气线路设计和抗干扰措施设计;系统软件设计主要是编写PLC 控制程序。
（1）系统硬件设计硬件设计的主要内容是电气控制系统的设计;抗干扰措施设计;电气控制元件的选择。
（2）系统软件设计系统软件设计主要分三部分:主程序、子程序和中断程序。一般来说,PLC 程序设计除用一般的编程方法外更重要的是凭设计者的经验来完成的，平时多积累和总结经验很重要。常用方法有状态表法、功能图法、流程图法、逻辑代数法等。程序设计的一般步骤归纳如下:
①找出输出对象和启动条件和关断条件;
②如果输出对象的启动或关断有制约条件, 则找出制约条件;
③一般情况下,输出对象按照Fk=（X 开+k）•X 关进行编程,如有制约条件时,按Fk=（X 开•X 关约+k）•（X 关+X 关约）进行编程;
④把各种条件代入方程中,按PLC 编程的要求,设计出梯形图;
⑤对程序进行全面检查和修改。系统程序设计采用梯形图编程比语句表编程要直观、形象,而语句表直接编程,但修改量大。如果是清晰的单顺序、选择顺序、并发顺序的控制任务,最好是采用功能图来设计程序。
4.整个系统调试
（1）系统的模拟调试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,直到输出逻辑功能完全正确为止。
（2）系统联机调试将编制、调试好的程序下载到现场的PLC中去。调试时一定要将主电器断开,只能对控制电路进行联调。通过现场联调,发现软件与硬件之间出现问题时,应经过反复检查电气系统接线和程序系统的编写与调试, 直至整个系统控制功能满足控制要求为止,才能交付使用。系统完成后,一定要整理技术资料,并存档,为今后维护、检修提供技术依据,工程技术人员必须养成良好的习惯。
三、电气设备控制系统中PLC的运用
PLC的全称为可编程逻辑控制器，在传统的电气设备控制当中所使用的是接触器和继电器进行控制，这种控制系统的线路较为复杂，在运行过程中容易出现各种运行故障，影响电气设备控制系统的稳定运行，而用PLC代替原来的继电器控制能够有效减少电气设备控制系统运行过程中的故障，提高电气设备控制系统的自动化水平。其在电气设备控制系统中的具体应用可以从以下四点来体现：
一是在PLC机型和功能的选择上，技术人员在将PLC应用到电气设备控制系统当中时应该根据电气设备控制系统的具体情况和电气设备要求来选择相应的机型和功能，同时在选择过程中还要注意对机型运行的功能和可靠性情况进行选择，并且注意要留有一定余量，这样才能满足调试和扩展需求，方便以后进系统扩展，提升控制系统的控制水平。
二是在I/O地址选择上，I/O地址的确定是PLC设计阶段中的基础步骤，因而在I/O的选择上技术人员应该格外小心谨慎，首先是对I/O的点数进行明确，技术人员在选取相应的点数时应该从备用和扩充的角度进行考虑，以便能够满足以后控制系统的运行要求。接着是对离散输入输出进行选择，其中对输入和输出接口应该选择标准输入和输出接口，这样能够在系统中的开关、传感器和控制开关设备等之间进行通用，一般交流输入或输出的量程为24～240V，而直流输入或输出量程则为5～240V，若所安装的控制系统的电力由不同电源提供，则可选择带有隔离的公共线路。在将输入和输出接口和线路选择完毕后，需要对输入或输出进行模拟，以确定I/O地址能够正常使用，在模拟过程中，输出接口的信号是感知传感器产生的，模拟主要是对输入或输出接口的流量、压力和温度数值进行测量，并将其应用到电流或电压输出设备当中。
三是系统控制元件的设计。系统控制元件设计是控制系统设计中硬件设计的重要部分，对其进行设计的内容主要包括对存储器空间进行分配，确定专用存储器，对系统初始程序进行设计，对功能子程序进行编制，并对其他辅助程序进行设计等等内容。具体的设计步骤是先对系统进行安装，并将接触器、熔断器、转换开关以及PLC都安装到配线板上，然后将PLC的各种线路接好。然后进行统调试，在调试过程中重点是对软件系统进行调试，以使控制元件能够符合控制系统要求，最后进行试运行，将控制元件安装到相应的控制系统当中，然后进行试运行，对元件在试运行过程中出现的问题进行观察，若出现问题则需要立即将控制系统停止，对相应问题产生的原因进行分析，并积极采取措施进行解决，然后再次进行运行，确认没有问题之后，进行验收。
四是对系统软件进行设计，在软件设计方面，PLC在控制系统中的运用主要是在上位机软件和下位机编程软件设计上，其中对上位机软件进行设计是PLC系统软件设计中的重点内容。在软件选择上可以选择RSVIEW32型监控软件，其能够为用户提供直观便利的图形化显示，并能够为用户提供和构造相应的控制方案，且操作较为简单，技术人员容易上手，从而有效简化了整个电气设备控制系统，避免了系统故障的发生，有效提高了电气设备控制系统运行的稳定性和运行效率。
四、结束语
总之，PLC 自动控制技术对于电气设备自动控制系统来说可以简化继电器逻辑，使整个电气设备自动控制系统得到简化，还能进一步提高电气设备自动控制系统运行中的功能性、稳定性、可靠性以及安全性。
参考文献：
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[3]金军. 试论可编辑程序控制器（PLC）在电气控制中的应用[J]. 大观周刊,2013(05).
论文作者:杨鑫
论文发表刊物:《基层建设》2016年5期
论文发表时间:2016/6/28
标签：控制系统论文; 电气设备论文; 系统论文; 软件论文; 控制元件论文; 功能论文; 地址论文; 《基层建设》2016年5期论文;