试论电气设备控制系统的设计及应用

　　摘要：如今，人们对生产发展的需要越来越高，对电气设备的性能要求也越来越高，包括其工作的精度，工作的可靠性，工作的稳定性。而将PLC应用于电气设备上有效的解决了这一问题。本文主要阐述了电气设备PLC控制系统的的特性，分析了电气设备中设计和应用的情况，为PLC控制系统在电气设备中的广泛应用贡献一份力量。
　　关键词：电气设备；PLC控制系统；调试
　　一、电气设备中PLC控制系统的的特性
　　（一）实用性
　　在实际的应用过程中，PLC 具有的简单、普遍、实用性强等特点更易于工程技术人员的理解和使用。PLC的接口非常有自身的特点，既简单又直观，其可编程性的特点与电路图很相似。工作人员若想了解和掌握它在电气自动化控制中的编写方式和使用方法，仅需要了解逻辑控制中的PLC操作指令。
　　（二）抗干扰性
　　在设计PLC时，生产工艺采用了最先进的抗干扰技术，内部的结构采用了大规模集成电路技术，还将自动检测报警的硬件也安装在了PLC上，所以PLC的抵抗干扰能力非常强。当设备的某个地方出现故障时，自动检测报警装置就会发出警报，让维修人员更快更有效的解决问题。这些都是PLC在设计方法上的优势，致使PLC的抗干扰能力要强于传统的技术，让其在电气控制和工业制造等方面的应用更有优势。
　　二、电气设备PLC控制系统的設计
　　PLC控制系统完整的设计主要分为软件系统设计和硬件系统设计两个大部分。软件系统的设计指的是编写PLC 控制系统的程序，PLC控制系统的程序主要有三部分，分别是主程序部分、子程序部分以及中断程序部分，从而达到控制电气设备的软硬件的目的；而硬件系统的设计主要有三个部分，分别是抗干扰设计、电气设备控制元件选用设计和电气设备控制系统设计。
　　（一）硬件系统的设计
　　在设计过程中，电气设备PLC 控制系统硬件最重要的就是设计电气设备的控制系统，整个电气设备的硬件正常运行与电气设备的控制系统紧密联系在一起；为了控制电网、输入输出的电流以及外部配线等干扰，电气设备中的抗干扰措施设计主要有电源的抗干扰设计、输入输出的抗干扰设计和外部配线的抗干扰设计等，这些设计既能有效的提高控制系统软硬件工作的稳定性，也能增强其对外界环境影响的适应能力。在硬件设计的过程中，选用元件的好坏对整个控制系统的硬件设计的影响是非常大的，所以，原件的选用也要十分的重视。
　　（二）软件系统的设计
　　PLC控制系统软件的设计应与硬件的设计同时同步的进行。系统软件设计最重要任务和最关键的一环就是怎样快速有效的将PLC控制系统的工艺流程图转化为梯形图，编写程序是软件设计的具体表现。软件的设计主要有以下两大方面：第一个方面，设计PLC控制系统程序的思想。控制工程应用中的最关键的一方面就是软件设计的思想要优秀。一个好的设计思想能让软件设计更易于工程技术人员理解和使用。在生产过程中，程序分为基本程序与模块化程序两种，这是根据复杂程度及结构形式的不同来区分的。基本程序的结构方式可以分成三部分，分别是顺序结构、循环结构以及条件分支结构，在生产工艺过程中，它可以独立的或组合在模块结构中进行控制；具有明确的下级任务以及划分为多个程序模块来控制目标程序就是模块化程序，对程序模块分别进行编写和调试，最后汇总成一个整体程序。这种设计思想利于修改，对较为复杂的生产过程非常适用；第二个方面，PLC控制系统的程序设计要点。PLC控制系统I/O应根据生产流水线从前至后点数逐渐增大；在进行编址时，为了便于维护，应尽可能将I/O信号集中起来，这样对后期的维护提供了很大的便利，为了保证PLC系统正常运行，计数器等装置不能使用相同的编号。
　　三、PLC控制系统在电气设备中的应用
　　（一）模拟调试与联机调试
　　PLC 控制系统的调试有模拟调试和在联机调试两个部分：第一个部分，模拟调试：先将断开主电源，在将独立出来的硬件进行模拟调试。在软件部分的模拟调试过程中，先是利用开关、电位表以及万用表等各种装置输入，然后在通过信号指示灯的变化来观察软件部分是否正常运作。若出现了错误，应反复进行修改和测试，直至输出正确；第二个部分，联机调试：进行系统联机调试的前提是模拟测试正常。联机调试的目的主要是软件在实际的电路中是否能正常进行，即测试PLC 控制系统软件和硬件之间的兼容性。如果联机调试结果未能达到预期的效果，就需要重新修改和调试，直到符合预期的效果。
　　（二）开关量控制方式
　　可编程控制器自动化控制技术中最基本的形式就是开关量控制方式，这也是目前使用最广泛的方式。PLC 的自动化应用中同时实现了逻辑与顺序两种控制方式。致使其代替了传统的继电器电路应用，它不仅适用于单独控制设备，还可以应用到组合控制中。
　　（三）控制模拟量
　　在实际工业应用中，PLC 自动化控制技术可以记录和跟踪A/D 转换和D/A 转换出现的许多连续变化的模拟量，例如：温度和湿度等，从而达到了实时监控和分析可编程器模拟量的目的。
　　（四）集中式控制
　　通过一台具有强大功能PLC 监视系统同时控制多个设备的模式的就是集中式控制，它也是一种计算机自动化的控制模式，在这种控制模式下，都是由中央PLC 来配置执行，并将各个设备之间的运行状态以及联系、监控关系等等信息发送给它，相比于其他的控制系统，集中式控制设计具有更易用和更廉价的优势。但是这种控制方式的缺点也是非常明显的，因为所有的程序都是由中央PLC 控制，只要是出现故障，就需要停止中央PLC，导致其它的设备都不能正常工作。
　　（五）分散控制系统
　　可编辑控制器在分散控制系统的应用中，任何一个受控对象都会对应着一台PLC，在实践中，工业使用分散控制系统来控制生产线的较多。因为每个控制对象只接受本身的PLC控制，所以避免了在使用中如果自身发生故障而导致其它设备的运行受到其影响。
　　四、小结
　　在新时代背景下，PLC 自动化电气控制的应用能促进国家的经济与科技的发展，通过相关工作人员的不断努力，我国电气自动化控制的水平将稳步提高。
　　参考文献：
　　[1]吴雄锋.浅谈电气设备自动控制系统中PLC的设计与运用[J].中国高新技术企业（中旬刊），2014（7）：47-48.