武新博
北方铜业股份有限公司垣曲冶炼厂 山西省运城市 044000
摘要：中国经济的快速发展也带来了科技的进步。近年来，自动化水平也得到了提高，特别是在我国PLC控制系统具有适应性强、成本高、体积小、质量好、范围广、对环境影响小等特点。在PLC自动控制系统中，本文广泛应用于分析PLC在自动控制系统中的设计与应用。本课题的目的是在现有的基础上进一步分析PLC的设计和应用，为相关领域提供一些参考。
关键词：电气设备；自动控制；PLC技术；设计与应用
PLC在自动控制系统中的功能越来越完善，自动控制系统更适用于电气设备，它可以代替计算机来满足不同的管理任务。PLC的设计和应用对提高电气设备的质量和控制自动化水平起着重要的作用。
1 PLC技术在电气设备控制系统中的设计
在电气控制PLC系统的设计过程中，工程技术人员首先要确定电气自动控制的任务，然后比较PLC的功能和价格，选择更适合电气设备控制系统的可编程控制器上位机。选择相应的主机后，确定相应的模拟单元、位置控制单元和显示设置单元，完成PLC设计的第一步，然后进行以下设计。具体来说，确定PLC主机后的设计步骤主要包括确定I/O地址、设计控制系统和调试系统。
技术人员只有在确定I/O地址后才能进行控制系统的设计，因此I/0地址的确定是PLC控制系统设计的基础。确定I/o点地址、代码和名称后，技术人员可以进行编程设计、设计装配图和接线图、装配和连接线路。确定I/0地址后，设计了控制系统。控制系统设计分为两部分：软件设计和硬件设计。硬件设计主要包括PLC控制器的设计、电路设计、外围线路设计和抗干扰设计的实现。软件设计主要是编写和设计PLC控制程序，主要包括主程序、子程序和中断程序的设计。软件设计需要依靠设计者自己的经验来完成。设计方法主要有状态表法、流程图法、功能图法和逻辑代数法。在系统调试的最后一步，技术人员需要对系统的软硬件部分进行调试，以保证整个系统的正常运行。调试方法主要有两种，一种是模拟调试方法。在硬件模拟调试过程中，需要先断开主电路，然后将各硬件的控制部分正确安装，进行手动检查和调试。在软件模拟调试过程中，各种开关信号需要模拟量输入，在模拟量信号的选择上观察PLC的输出，技术人员可以配合万用表、电位器、开关模拟现场传感器和开关信号，然后观察PLC输出的逻辑关系，检查逻辑关系是否满足电气设备控制的要求。另一种调试方法是在线调试。这种方法是将调试编译后的程序直接下载到PLC上，进行现场在线调试。在调试过程中，应断开主电器，只调试控制电路。现场在线调试可以帮助技术人员及时发现PLC系统中存在的问题并及时解决。在现场调试过程中，通过反复检查程序系统和接线系统，找出系统软硬件中隐藏的问题，使PLC的设计更符合电气设备控制系统的要求。经过几次调试，没有问题，技术人员可以将PLC投入到电气设备控制系统中使用。
2 PLC系统中的抗干扰设计
2.1 电源部分的抗干扰设计
电力变压器是电源的主要组成部分。为了抑制网络干扰，通常选用绝缘变压器，其容量约为1.2-1.5倍。实际需求：变压器荧光屏在运行中应适当接地，二次线圈连接线应为双线，以减少线间干扰。如果条件允许，可在绝缘变压器前为PLC控制器、滤波器供电。在此期间，变压器的第一次或第二次连接采用双回路。经过滤波和隔离的干扰信号可以大大削弱和提高系统的可靠性。
2.2输入输出信号的抗干扰设计
为了防止输入输出干扰，设计了隔离模块：输入信号抗干扰设计，输入模块滤波器，这些可以减小输入模块之间的差异。控制器接地可以抑制输入线与地之间的同相干扰，设计技术可以用来防止电路信号突变引起的感应电位效应，设备可靠性容限和误差容限的相关问题，也就是直流输入信号，二极管D可以连接。
抗干扰输出电路设计：对于PLC系统，有三种开关输出：继电器输出；晶闸管输出和晶体管输出。具体的选择取决于下载。如果负载超过PLC的输出功率，则正常。如果PLC输出与电感器负载有关，当输出信号由关变为开或关时，电源可能发生变化；设计中应采取PLC输出保护措施。对于二极管D的直流负载，通常与回路的两端相连。二极管应尽可能靠近负载。对于交流负载，RC缓冲电路应连接到回路的两端。
2.3 外部配线的抗干扰设计
外部物体之间存在互感和分布电容，在信号传输过程中会产生干扰，交流输出信号和直流输入输出信号必须使用相应的电缆。输入和输出信号线必须用于集成电路或电路。晶体管必须用电缆保护，屏蔽电缆必须挂在输入和输出侧，控制器侧接地。如采用同一交换管，输入信号采用屏蔽电缆，距离30-300m，直流输入输出线采用单独电缆，输入信号线必须保护。如果长距离布线超过300米，可以使用中间继电器转换信号，也可以使用管道。控制器的接地应与电源线或电源分开，输入和输出信号线应与线路分开。
3 PLC在电气设备上的应用
PLC的全称是可编程逻辑控制器。在传统的电气设备控制中，采用接触器和继电器进行控制。这个控制系统的电路比较复杂。在运行过程中，容易发生各种运行故障，影响电气设备控制系统的稳定运行。采用PLC代替原有的继电器进行电气控制，可以有效地减少电气设备控制系统运行中的故障，提高电气设备控制系统的自动化水平。
3.1系统控制元件的设计
系统控制元件设计是控制系统硬件设计的一个重要组成部分。该项目的主要组成部分包括内存分配，特殊内存定义，开发初始系统程序，设计的具体阶段是建立一个接触器系统，熔断器开关和PLC在配电盘和连接不同的线路PLC。然后进行了系统调试。在调试过程中，关键是软件调试允许控件经理满足控制系统的要求。请安装一个控件在适当的控制系统，然后进行试验。观察每一个试射元件中出现的问题，如果出现问题，立即停止控制系统的运行，分析相关问题的原因，采取积极措施解决问题，然后确认无问题，才可以进行验收。
3.2对系统软件进行设计
系统控制元件的设计是控制系统硬件设计的一个重要组成部分。该项目的主要组成部分是内存分配，特殊内存定义，启动程序设计，在配电盘上设计接触器系统、保险丝开关和PLC，并连接各种PLC线路的具体阶段。然后进行了系统的调试。在调试过程中，关键是软件的调试，使控件能够满足控制系统的要求。请在适当的控制系统中安装控制元件并进行检查。监督每一测试元件出现的问题，如果出现问题，立即停止控制系统的运行，分析问题的根源，积极解决问题，确保无事之后才可以开始工作。
3.3 PLC机型和功能的选择
在选择PLC时，应结合具体的电气设备自动控制系统的要求，保证所选的PLC模型能适应电气设备运行状态控制系统。另外，在PLC机运行时，要时刻注意各种功能的安全性和可靠性是否能满足系统正常运行的基本要求。
4结束语：
在现代电气设备中，通过PLC控制系统的科学设计和有效应用，可以真正发挥控制系统的作用，使电气设备控制系统的工作效率得到进一步提高，对电气设备的发展具有很大的促进作用。作为电气设备相关人员，要真正掌握PLC控制系统设计与应用的相关内容，从而合理应用PLC控制系统，提高自身的技术水平。
5参考文献：
[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)：47-49.
[2] 公丕明，张会林 . 电气设备自动控制系统中 PLC 的设计与运用分析 [J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 )，2015，(20)：107-109.