电气设备自动控制系统中PLC的设计与运用研究

电气设备自动控制系统中 PLC的设计与运用研究

李健、张伟、张敏全、李红梅、于丽、罗婷婷、李宇琛、李建平

西安北方庆华机电有限公司 陕西省西安市 710025

摘要：长久以来，智能化技术的应用深受电气工程从业者的重视，很多电气系统管理者都在积极探索先进的智能化技术，以达到全面巩固、提升产品品质和企业运营效能的目的。采用智能化技术实现设备的远程控制，不仅能够保证电气工程控制的准确性和有效性，而且能鼓励相关技术人员积极主动开展智能化技术的科学研究，为企业创造更高的经济价值。本文对电气设备自动控制系统中PLC的设计与运用进行分析，以供参考。

关键词：电气设备；自动控制；PLC运用

引言

PLC技术的发展和在电气自动化中的应用推进了电气自动化控制系统的发展和完善。此类型控制系统中应用具有可编程特点的程序存储器来实现不同功能，还可以通过模拟I/O口来采集模拟信号并连续控制模拟设备，同时还能够通过通信接口来实现与计算机、智能仪表以及控制器的组网通信。

1.电气设备自动控制系统中PLC的设计

在进行电气设备自动控制系统开发中，第一步要开展控制系统任务的审核与评估工作，明确控制系统需要实现功能的类型与方式，核查PLC是否能够满足实际的应用需求，同时根据电气设备的实际工作标准初步确定PLC的规格与工作形式，另外，也要依照自动控制系统的应用需求来衡量PLC系统的性能、数据分析效率等是否可以达到标准要求。

2.基于PLC的差压铸造电气控制系统实现

PLC是系统设计的核心硬件设备，起到数据分析作用。系统设计中为增强运行功能，采用西门子生产S7-200PLC为总控制器，S7-200PLC控制器特点体现在数字量14DI/10DO;集成2个通讯口；最大可扩展7个IO模块，高速运算；支持256路数字量；用户数据存储空间10k。PLC输入包括各种控制按钮，分为操控差压铸造中过滤系统，排气系统，调压系统等。完胜冲型等过程。PLC输出包括电磁阀及指示灯，根据采集数值误差进行电磁阀开关操作。人机交互模块作用是显示传感器采集压力值变化及设置工艺参数，系统选用2217V的LED显示器为人机交互窗口，2217LED显示器特点是分辨率高，低电源电压为VDD：+3.0--+5.5V,可显示文字内容及图形。具有画面移动，睡眠模式等多种软件功能。PLC是系统中接受工控机命令的核心设备，设计PLC控制设备包括控制柜，控制台，主机等。控制台内置PLC，供气模块包括空气机等，差压铸造中加热系统将坩埚内合金熔化，对准升液管道，保证密封罐密封性。人工操作PLC控制台按钮，控制各阀门实现同步压力控制。设计系统程序分为自动与电动控制，电动模式通过操作平台按压功能按钮实现，控制电磁阀开闭实现过程控制，设置压力表SB1预定压力达到预定值后，按下SB2，上下密封罐与空气联通。按下SB3，L4闭合，内部压力升高，压力达到预定值后指标灯变亮。按下SB4，PLC电路开启电磁阀L5，密封罐压力降低，时间继电器开启，X0112闭合，开启充型。

3. PLC控制系统在电气自动化设备中的应用

3.1在闭环控制中的应用

PLC技术在电气自动化设备闭环控制中的应用可以起到简化设备操作并提升其工作效率的作用，比如通过泵类控制的方式应用于闭环控制中，可以结合不同泵环节的不同需求来选择相应的PLC控制系统，保证此类设备的科学与合理运行。在此应用过程中可以发挥PLC优势将此系统与常规控制系统结合，且将常规回路作为安全回路，保证在PLC控制系统出现故障或异常时可以及时切换到常规控制模式来保证此类设备的安全与可靠运行，有助于提升此类设备的运行质量和效率。

3.2在顺序控制中的应用

通常在电气自动化设备的辅助系统中常用顺序控制方式，比如针对目前现代企业发展中能源日益增加的趋势，通过PLC控制系统在其中的应用可以实现对设备生产运行时对设备的单向性控制，提升设备的自我控制能力，降低设备运行时的能源消耗，提升此类设备的控制效率。这主要由于在此类应用中，主要是通过以及开关量为主要控制对象来发挥其中PLC控制系统的顺序控制功能，在优化继电器控制元件的同时也提升控制的灵敏性，充分体现自动控制顺序来解决传统控制方式下顺序混乱的问题，提升系统和设备运行中的控制效率。

3.3在数据采集中的应用

在目前PLC技术的快速发展趋势下，其数据存储区域不断增加，使其可以存储的数据也随之增大。通过PLC控制系统的应用可以进行数据采集，并将采集的数据通过A/D转换之后在数据存储区域进行存储，还可以存储从计算机和从站发来的数据，还可以通过打印机对这些数据进行打印。如果实在电力系统中应用，在可以发挥此作用来记录不同电力用户的用电情况，针对不同的用电时间采取不同的计价收费办法，起到鼓励用户在用电低谷时用电并扬程良好用电习惯的作用，从而达到节约用电的目的。

4 .PLC在电气设备自动控制系统中的运用

4.1 PLC型号与功能的确定

开发人员在开展PLC选型工作中，必须要结合实际使用需求来进行，保证选取的PLC的功能能够满足控制要求，另外开发人员还需要重点关注PLC工作的稳定性与安全性，在实际选型工作中还需要预留一定的安全系数，保证满负荷运行的需要。稳定性是PLC控制系统正常运行的基础，只有具备良好的稳定性才能够在设备调试与拓展中安全运行，同时也是确保PLC系统实现电气设备自动化控制的核心所在。在PLC控制体系中，探测功能是十分重要的一项功能，在具体应用中，PLC系统可以精准、快速的对系统中的故障进行查找与定位，根据探测性质的不同，包含了危险行为的探测以及目标追踪探测两种，并且这两种探测方式所适用的范围也是各不相同。具体来说，危险行为探测的职能是对发现的危险发出警报，响应表示为控制系统能够根据获取的数据信息做出相应的反馈，涵盖了报警信号与系统自动处理等信息。自动化控制系统中的管理功能是对平时的操作进行智能化管控，并自动执行控制系统中设定好的程序指令。此外系统中的存储功能是对探测工作、管理工作产生的数据信息以及系统日志等的数据进行存储。

4.2系统控制元件的开发

系统控制模块在电气设备PLC自动控制系统中占据了十分关键的地位，在进行系统控制元件开发过程中，必须要依照真实的状况来开展科学规划与分配工作，并进行系统原始程序以及开发程序的输入。由于电气设备定位的特殊性，必须要保障PLC自动化控制系统运行的可靠性，开发人员需要将控制元件装配到系统中，紧接着开展程序写入工作，在完成上述工作后开展检测工作，确保开发的系统控制元件能够达到实际应用标准。

结束语

智能化技术作为社会上研究的热点技术，对电气系统的运行有着极其巨大的帮助，利用行之有效的智能化手段可以解决电气工程自动控制系统在生产运行中带来的技术应用难题。目前，这项技术已深入到各行各业中，起着举足轻重的作用，一方面，它降低了系统的运行风险，保证系统的运行稳定；另一方面，增强了电气系统的控制和保护能力。与此同时，智能化技术提升了企业的生产效率，创造了更高的经济利益。

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