吳瑋瑋（陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,西安　710300）

PLC在電氣控制線路設(shè)計中的應(yīng)用

吳瑋瑋
（陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,西安710300）

摘要：本文對PLC結(jié)構(gòu)和基本配置進行了詳細的介紹，并且討論了如何通過對PLC的利用設(shè)計電氣控制線路，其中主要介紹了PLC設(shè)計電氣控制系統(tǒng)的一般步驟和基本內(nèi)容等，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人士具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：PLC(可編程控制器)結(jié)構(gòu);配置;設(shè)計

立足于傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)，將通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、微電子技術(shù)等引入進去從而形成的一種新型的工業(yè)控制裝置，這就是所謂的ΡLC.ΡLC的主要目的就是來取代計數(shù)、計時、執(zhí)行邏輯以及繼電器等順序控制功能，并且將柔性的程控系統(tǒng)建立起來。ΡLC不僅包括生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，同時也具有用戶自行開發(fā)的應(yīng)用程序。系統(tǒng)程序除了能夠?qū)⑦\行平臺提供出來，還可以對ΡLC信息轉(zhuǎn)換和程序的可靠運行實施公共處理。

1　基本的設(shè)計內(nèi)容

（1）ΡLC能夠?qū)⒏鞣N各樣的控制系統(tǒng)構(gòu)成，比如集中控制系統(tǒng)以及單機控制系統(tǒng)等，因此在設(shè)計系統(tǒng)的時候首先要將系統(tǒng)的構(gòu)成形式確定下來[1]。

（2）選定系統(tǒng)的控制方式和運行方式。

（3）選擇電磁閥電動機的控制對象、信號燈接觸器、繼電器的輸出設(shè)備、傳感器開關(guān)、操作開關(guān)以及按鈕等輸入設(shè)備。

（4）控制系統(tǒng)的核心部件就是ΡLC，因此整個控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)在很大程度上受到了ΡLC的影響，其中包括選擇電源模塊、選擇I/O模塊、選擇容量、選擇機型等。

（5）對I/O點數(shù)進行分配，對I/O連接圖進行繪制。

（6）對控制程序進行設(shè)計。整個系統(tǒng)工作的軟件就是控制程序，所以必須要采用反復(fù)調(diào)試修改的方式對控制系統(tǒng)程序進行設(shè)計。

（7）在必要的情況下需要對控制柜進行設(shè)計。

2　設(shè)計步驟

（1）首先，要對被控制系統(tǒng)的基本流程和工藝要求具有充分的了解，其主要包括：壓力和溫度的控制參數(shù)的確定；各控制對象相互之間的約束關(guān)系動作順序等，最好采用流程圖的方式將其表示出來；各控制對象的驅(qū)動要求等。

（2）將控制方案確定好。首先要將采用ΡLC控制所必備的硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)確定下來，設(shè)計系統(tǒng)控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通訊要求；設(shè)計硬件結(jié)構(gòu)，比如內(nèi)存和ROM容量、插槽數(shù)量、時鐘頻率；主控制器的結(jié)構(gòu)要求；D/A與A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)和個數(shù)；定時器和計數(shù)器的計數(shù)長度和個數(shù)；I/O接口的類型和數(shù)目等[2]。

（3）設(shè)計系統(tǒng)：要將機型和相關(guān)的功能模板選擇好。

首先，要對機型運行的功能和可靠性充分的考慮。

其次，還要對控制系統(tǒng)的類型進行考慮，在對進行進行選擇的時候，除了要使確定的要求得到滿足之外，同時還要將一定的余量留下來，從而能夠便于擴展和調(diào)試。

再次，選擇I/0(輸入/輸出)：第一，要將I/O點數(shù)確定下來，要對未來備用和擴充的需要進行充分的考慮；第二，離散輸入輸出。在控制設(shè)備、開關(guān)設(shè)備以及傳感器中運用標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出接口可以對信號進行接收，典型的交流輸入輸出具有24～240V的量程，直流輸入輸出具有5～240V的量程。如果有不同的電源對輸入輸出設(shè)備進行供電，還需要對隔離公共線路進行配置。第三，模擬輸入輸出：感知傳感器產(chǎn)生的信號是模擬輸入輸出接口的主要作用，這些接口可以對壓力、溫度以及流量的數(shù)量值進行測量，同時還可以對電壓或電流輸出設(shè)備進行控制，其典型的接口量程主要包括10～50mA、4～20mA、0～+10V、-10～410V等。第四、功能輸入輸出：用戶在這一個ΡLC進行選擇的時候可能需要不能夠采用標(biāo)準(zhǔn)I/O實現(xiàn)限定的特殊類型的情況，這時候用戶就需要考慮商家能否將對盡可能減小控制作用的特殊的模塊提供出來。第五，智能式輸入輸出。模塊本身可以預(yù)先規(guī)定的方式處理輸入或輸出的信號，并且向中央處理器發(fā)送處理結(jié)果，這樣就可以使ΡLC的處理速度得以提升，并且可以將存儲器的容量節(jié)省下來。智能式輸入輸出模塊主要包括RS一232/422接口模塊、多回路的ΡID調(diào)節(jié)器、帶速度補償?shù)耐馆喣M器、凸輪模擬器以及高速計數(shù)器等[3]。

最后，在選擇電源模塊的時候通常只需要對輸出電流進行考慮，相對于專用模塊、I/O模塊以及處理器模塊等消耗電流的總和而言，電源模塊的額定輸出電流一定要大。要對可編程控制器可能會受到環(huán)境條件的影響進行考慮。電容、電阻、晶體管、半導(dǎo)體集成電路等屬于可編程控制器的主要構(gòu)成部分。這些元器件的壽命和可靠性在很大程度上受到了周圍空氣變化、沖擊、震動、濕度以及溫度等多種因素的影響。設(shè)計系統(tǒng)控制元器件，設(shè)計系統(tǒng)控制元器件主要包括以下內(nèi)容：設(shè)計相關(guān)的輔助程序；制定有效的故障應(yīng)急措施；編制各種功能組程序；設(shè)計系統(tǒng)初始化程序；確定專用存儲器；分配存儲器空間等。

（4）系統(tǒng)的接線和安裝：要在一塊配線板上安裝ΡLC、轉(zhuǎn)換開關(guān)、接觸器以及熔斷器等，要在配線板上對ΡLC接線圖進行安裝。

（5）調(diào)試系統(tǒng)：調(diào)試系統(tǒng)一共包括兩大部分的內(nèi)容，也就是硬件系統(tǒng)調(diào)試以及軟件系統(tǒng)調(diào)試，其主要內(nèi)容是軟件系統(tǒng)的調(diào)試。

（6）試運行系統(tǒng)。在系統(tǒng)的試運行階段，設(shè)計者必須要對系統(tǒng)的運行情況進行密切的注視和觀察，一旦發(fā)生問題就必須要及時的停機，并且對導(dǎo)致問題產(chǎn)生的原因進行認(rèn)真的分析。

3　結(jié)語

在調(diào)試系統(tǒng)的時候，必須要注意以下幾個方面的問題：首先要利用編程器在ΡLC中輸入程序，然后以被控設(shè)備的動作要求為根據(jù)開展相應(yīng)的模擬調(diào)試，首先對子程序功能模塊進行調(diào)試，然后對初始化程序進行調(diào)試，最后對主程序進行調(diào)試。必須要保證調(diào)試的輸出部分與實際系統(tǒng)盡可能的相近，由于可能會出現(xiàn)各種各樣的狀態(tài)，必須要進行多次反復(fù)的調(diào)試，一旦出現(xiàn)問題就必須要對其進行有效的分析和調(diào)整。要嚴(yán)格的以系統(tǒng)實際運行狀況、系統(tǒng)對可靠性的要求、系統(tǒng)的復(fù)雜程度以及系統(tǒng)規(guī)模的大小等為根據(jù)最終確定系統(tǒng)的運行時間。

參考文獻:

[1]孫麗,祁士勇,王斌.PLC在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].科技風(fēng),2012(15).

[2]陳小飛.可編程控制器在電氣控制中的應(yīng)用研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011(14).

[3]張海燕.淺談PLC的發(fā)展與應(yīng)用[J].機械管理開發(fā),2010(06).

作者簡介：吳瑋瑋(1980-)，男，陜西西安人，研究方向：電子技術(shù)、信息技術(shù)。