PLC在电气控制线路设计中的应用

吴玮玮（陕西国防工业职业技术学院,西安　710300）

PLC在电气控制线路设计中的应用

吴玮玮
（陕西国防工业职业技术学院,西安710300）

摘要：本文对PLC结构和基本配置进行了详细的介绍，并且讨论了如何通过对PLC的利用设计电气控制线路，其中主要介绍了PLC设计电气控制系统的一般步骤和基本内容等，希望能够对相关人士具有一定的参考价值。

关键词：PLC(可编程控制器)结构;配置;设计

立足于传统的顺序控制器的基础，将通讯技术、自动控制技术、计算机技术、微电子技术等引入进去从而形成的一种新型的工业控制装置，这就是所谓的ΡLC.ΡLC的主要目的就是来取代计数、计时、执行逻辑以及继电器等顺序控制功能，并且将柔性的程控系统建立起来。ΡLC不仅包括生产厂家的系统程序，同时也具有用户自行开发的应用程序。系统程序除了能够将运行平台提供出来，还可以对ΡLC信息转换和程序的可靠运行实施公共处理。

1　基本的设计内容

（1）ΡLC能够将各种各样的控制系统构成，比如集中控制系统以及单机控制系统等，因此在设计系统的时候首先要将系统的构成形式确定下来[1]。

（2）选定系统的控制方式和运行方式。

（3）选择电磁阀电动机的控制对象、信号灯接触器、继电器的输出设备、传感器开关、操作开关以及按钮等输入设备。

（4）控制系统的核心部件就是ΡLC，因此整个控制系统的技术指标在很大程度上受到了ΡLC的影响，其中包括选择电源模块、选择I/O模块、选择容量、选择机型等。

（5）对I/O点数进行分配，对I/O连接图进行绘制。

（6）对控制程序进行设计。整个系统工作的软件就是控制程序，所以必须要采用反复调试修改的方式对控制系统程序进行设计。

（7）在必要的情况下需要对控制柜进行设计。

2　设计步骤

（1）首先，要对被控制系统的基本流程和工艺要求具有充分的了解，其主要包括：压力和温度的控制参数的确定；各控制对象相互之间的约束关系动作顺序等，最好采用流程图的方式将其表示出来；各控制对象的驱动要求等。

（2）将控制方案确定好。首先要将采用ΡLC控制所必备的硬件结构和软件结构确定下来，设计系统控制的网络结构和通讯要求；设计硬件结构，比如内存和ROM容量、插槽数量、时钟频率；主控制器的结构要求；D/A与A/D转换的位数和个数；定时器和计数器的计数长度和个数；I/O接口的类型和数目等[2]。

（3）设计系统：要将机型和相关的功能模板选择好。

首先，要对机型运行的功能和可靠性充分的考虑。

其次，还要对控制系统的类型进行考虑，在对进行进行选择的时候，除了要使确定的要求得到满足之外，同时还要将一定的余量留下来，从而能够便于扩展和调试。

再次，选择I/0(输入/输出)：第一，要将I/O点数确定下来，要对未来备用和扩充的需要进行充分的考虑；第二，离散输入输出。在控制设备、开关设备以及传感器中运用标准的输入输出接口可以对信号进行接收，典型的交流输入输出具有24～240V的量程，直流输入输出具有5～240V的量程。如果有不同的电源对输入输出设备进行供电，还需要对隔离公共线路进行配置。第三，模拟输入输出：感知传感器产生的信号是模拟输入输出接口的主要作用，这些接口可以对压力、温度以及流量的数量值进行测量，同时还可以对电压或电流输出设备进行控制，其典型的接口量程主要包括10～50mA、4～20mA、0～+10V、-10～410V等。第四、功能输入输出：用户在这一个ΡLC进行选择的时候可能需要不能够采用标准I/O实现限定的特殊类型的情况，这时候用户就需要考虑商家能否将对尽可能减小控制作用的特殊的模块提供出来。第五，智能式输入输出。模块本身可以预先规定的方式处理输入或输出的信号，并且向中央处理器发送处理结果，这样就可以使ΡLC的处理速度得以提升，并且可以将存储器的容量节省下来。智能式输入输出模块主要包括RS一232/422接口模块、多回路的ΡID调节器、带速度补偿的凸轮模拟器、凸轮模拟器以及高速计数器等[3]。

最后，在选择电源模块的时候通常只需要对输出电流进行考虑，相对于专用模块、I/O模块以及处理器模块等消耗电流的总和而言，电源模块的额定输出电流一定要大。要对可编程控制器可能会受到环境条件的影响进行考虑。电容、电阻、晶体管、半导体集成电路等属于可编程控制器的主要构成部分。这些元器件的寿命和可靠性在很大程度上受到了周围空气变化、冲击、震动、湿度以及温度等多种因素的影响。设计系统控制元器件，设计系统控制元器件主要包括以下内容：设计相关的辅助程序；制定有效的故障应急措施；编制各种功能组程序；设计系统初始化程序；确定专用存储器；分配存储器空间等。

（4）系统的接线和安装：要在一块配线板上安装ΡLC、转换开关、接触器以及熔断器等，要在配线板上对ΡLC接线图进行安装。

（5）调试系统：调试系统一共包括两大部分的内容，也就是硬件系统调试以及软件系统调试，其主要内容是软件系统的调试。

（6）试运行系统。在系统的试运行阶段，设计者必须要对系统的运行情况进行密切的注视和观察，一旦发生问题就必须要及时的停机，并且对导致问题产生的原因进行认真的分析。

3　结语

在调试系统的时候，必须要注意以下几个方面的问题：首先要利用编程器在ΡLC中输入程序，然后以被控设备的动作要求为根据开展相应的模拟调试，首先对子程序功能模块进行调试，然后对初始化程序进行调试，最后对主程序进行调试。必须要保证调试的输出部分与实际系统尽可能的相近，由于可能会出现各种各样的状态，必须要进行多次反复的调试，一旦出现问题就必须要对其进行有效的分析和调整。要严格的以系统实际运行状况、系统对可靠性的要求、系统的复杂程度以及系统规模的大小等为根据最终确定系统的运行时间。

参考文献:

[1]孙丽,祁士勇,王斌.PLC在电气控制系统中的应用研究[J].科技风,2012(15).

[2]陈小飞.可编程控制器在电气控制中的应用研究[J].中国新技术新产品,2011(14).

[3]张海燕.浅谈PLC的发展与应用[J].机械管理开发,2010(06).

作者简介：吴玮玮(1980-)，男，陕西西安人，研究方向：电子技术、信息技术。