PLC控制系统在电气设备中的应用探究

【摘要】PLC 控制系统具有体积小、性价比高等特点，能够在较为恶劣的环境中进行工作，在电气设备自动控制中有着非常广泛的应用。本文对PLC 控制系统及其在电气设备自动控制中的运用进行了分析。

【关键词】PLC控制系统 电气设备 应用 前言

P L C 的全称为可编程控制器，其运行原理是基于微处理器的一种数字运算操作的电子系统，其主要被应用于工业环境，尤其是电力系统中。2 0世纪下半叶，计算机技术、网络通信技术、现场总线技术的发展，使可编程控制系统应运而生。P L C 控制技术最初被应用于汽车工业，并取得很大成功。网络取得很大发展之后，P L C 技术开始不断向电气―仪表―计算机控制一体化方向发展。到目前为止，其设计安装和调试的简便性、编程方法的简单性、超强的适应性等特点，使其成为自动化技术发展的热点和前沿技术。 一、PLC 控制系统的原理、特点

PLC 技术即可编程逻辑器件，是一种典型的面向过程和现场问题的可编程逻辑存储器，其主要应用于工业的环境，作为某种设备的子系统呈现，在PLC 的编写语言方面较为

灵活，而且语言的实现较为简便，这对于PLC 的大规模应用大有帮助。同时PLC 技术还有着较好的实时性特点，即PLC 在工业应用时充分的考虑到了工业设计的需求，并且为后期的系统扩展留出了足够的空间，这对于提高PLC 系统的使用效率、降低企业的生产成本有着重要意义。在硬件组成方面，主要包括主处理器、输入输出端口、功能实现模块以及外界通信模块等方面，其组成结构类似于一台计算机。同时内部存储器能够执行逻辑运算、计数、算数操作等多项用户指令，也正是由于PLC 有着良好的扩展性，能够通过外界接口与外部设备实现良好的对接，因此其在工业控制领域有着较大的发展，成为了工业控制系统的核心。PLC 控制系统在进行工作时，首先对用户的指令信息进行扫描，并且将扫描信息中的指令逐一执行，这也正是其作为一种初期的简单可编程逻辑处理器需要实现的功能。然而随着PLC 技术的不断发展和工业控制领域对于PLC 要求的不断提高，在工业领域的应用已经远远超出了简单的逻辑应用范畴，其实现的功能得到了很大程度的扩展。

在具体实现方面，PLC 控制器的设计一般体积较小，并且属于即插即用型，便于进行PLC 控制器的更换和连接，因此在建立PLC 控制系统时，所需的时间较短，同时PLC 控制系统的用户界面设计较为简单，便于用户对其进行掌握，同时用户还可以通过PLC 的运行装置指示信息进行故障检

查，用户可以在发展故障时及时的排除或者更换相关的模块，因此PLC控制器还有着便于后期维护、易于实现等特点。 二、PLC 系统中抗干扰设计 1、电源部分

电源变压器作为电源的主要元器件，其抗干扰设计对电源的整体性能至关重要，为了抵抗电网中的干扰，降低也干扰对电源的影响作用，应选用隔离变压器作为电源的主要电源变压器使用，选用的变压器的容量应高于设计额度一点二到一点五倍，并且在投入使用的过程中，将变压器的屏蔽层进行良好的接地处理，使用双绞线作为次级线圈带连接线，减小电源线之间的干扰，如果客观条件允许的情况下，可以在PLC 的控制电源和隔离变压器之间增加滤波器，这样可以是干扰信号经滤波器隔离后大大减弱信号的强度，在变压器初级和次级连接线都要用双绞线连接，这样可以增加系统的可靠性。

2、输入输出信号的抗干扰设计

输入输出部分的设计可采用绝缘I/O 模块，这样可实现输入、输出信号避免受到干扰。对于输入信号的抗干扰设计，其输入线之间的差模干扰可以利用输入模块滤波来减小干扰，利用控制器的接地来抑制输入线与大地间的共模干扰。输出电路的抗干扰设计需要根据PLC 的输出能力来确定具体形式，若负载超出了PLC 的输出能力，则需要在外接继

电器或接触器。 3、外部配置

对于外部的信号传输线路，由于线路之间的电流存在互感现象，所以应该分别使用各自的电缆，输入输出交流或直流信号，电缆不可混用，在输入输出信号线会合的集成电路和晶体管部分，需要使用具有屏蔽功能的电了，以避免信号之间的相互干扰，对于屏蔽电缆在安装时，输入输出端要悬空安装，在控制器安装的一侧，需要进行接地设计。如果在30 厘米以内短距离配置PLC 控制系统配线时，直流和交流信号线要分别使用不同的线缆，防止彼此相互串扰，是在输入线少使用记得屏蔽功能的电缆，这种情况下可尝试交流和直流信号使用同一电缆进行信号传输，如果距离在30 到300 米之间，则必须使用屏蔽输入线，并且不能用同一电缆传输直流交流电信号，当传输距离大于300 米时，需要利用中级机电器件休息好的转化和加强，或者使用专用的远程I/O 通道。

三、PLC 控制系统在电气设备中的应用 1、PLC 在机床电气控制中的应用

通用机床是一种典型的机械，液压和电气一体化协作控制的加工机械，传统的机床控制设备，是以继电器，接触器为主体的控制装备，其组成的控制部分故障较多，不要修理和维护。PLC 控制系统可以实时地显示各主体设备的运行情

况，便于操作者查询，对状态的实时变化监控，可以保证如果部分设备出现故障，PLC 控制系统可以在显示器中及时的发现故障位置，并且通过声音和画面报警，在这种监管，监控一体化的系统中，很好的保证了机床的安全稳定和自动运行，在实际的具体运用中取得了非常好的效果。 2、系统设计的特点

在PLC 内部程序上采取抗干扰措施。仪表与PLC 分柜安装，增加了抗干扰能力。 3、硬件设计

根据工厂的实际生产工艺需要，以及控制设备的数量要求，确定PLC 系统硬件设计，准确的确定出离散点数和模拟量的，生产现场的外界环境，考虑周边的干扰因素，选取适合的模块作为主控制单元，上下位机分别采用不同工控机，实现对现场电气设备进行自动或单动控制。此外还需一个终端进行通信，通过打印机打印所需各种记录。 4、软件设计

在软件设计过程中，需要根据实际的生产环境，考虑到软件的稳定性和安全性等多方面因素，对PLC 系统综合设计，尽可能简化操作方法，根据客户的要求，采用适当的设计方案。PLC 系统软件的设计分为上位机的设计和下位机的设计。用户界面可采用WindowsNT 环境下的界面，操作方式采用鼠标点击下拉菜单的方式。监控软件采用模块化结构

方式编制。其具体程序框图如图1。下位机的编程软件可采用美国AB 公司的RSLOGIX500，它是一个32 位窗口梯形逻辑编程包。此编程软件非常适用于Windows NT 环境，具有直观、亲切的Windows 界面，灵活的梯形图编辑器，有助于用户提高性能，节约时间和改时生产率。 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，这样不仅可以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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