浅议PLC控制系统在电气设备中的设计与应用.pdf

高 新 技 术 S C IE N C E ＆T E C H N O L 0 G Y ． 圃圆 浅议 P L C控制系统在电气设备中的设计与应用 张 颖 沈阳鼓风机集 团股份有限公司 辽宁沈阳 1 1 0 8 6 9 摘要 P L C控制 系统是 一种较 为 先进 的 电气设备控 制 系统 ， 它主要 是 利 用相关软 元件来代 替继 电器 ， 执行逻 辑等 ， 进 而 实现对 电气设备 进一 步的操 作控 制 。 本 文就P L c 控 制 系统 的相关情 况进 行概括 ， 并 就其在电气设备 中 的设 计和 应 用情 况进行 分析和讨论 ， 从 而更好的提高 电气设备 的运行 效率 ， 推 动P L C 控 制 系统在 电气设 备 中的进一 步应用和推 广 。 关键词 电气设 备P L C 控 制系统 设 计 应 用 中图分类号 T S 1 9 0 ． 4 文献标 识码 A 文章编号 1 6 7 2 3 7 9 1 2 0 1 3 0 4 b 一 0 0 0 5 0 2 随着社 会时 代的 不断 变化发展 ， 可编 程序控 制器技 术也在 飞速的进步和 改进 ， P L c 控 制系统就是其 中一项较为先进的控 制技术 。 它能够适 用于较 为恶劣的 工业环 境 当中 ， 并具重量 轻 、 体积小 、 性价 比高等 特点 。 本文就P LC 控制 系统的相关情 况进 行概括 ， 并就其在 电气设 备中的设计 和应 用情况 进行分析 和讨论 ， 从而更好的 提高 电气设 备的运行 效率 ， 推 动P LC 控制 系统 在 电气设备 中的进一 步应用和推广 。 1 P L C 控制系统的概述 1 ． 1 P L C的定义 PL C是英文Pr o g r a mma b l e L o g i c Co n - t r o l l e r 的缩写， 中文翻译为可编程逻辑控制 器。 PL C控制 系统 主要是 将能够 进行编程 的存储 器应 用在 内部的存 储程序 当中， 从 而进 行控制 、 算术 、 逻辑运算、 计数操作 、 顺 序定时等等面 向用户的相关指令 的执 行控 制系统 。 P LC控制 系统 主要是利用模 拟或 数字的输入／ 输 出方式 向各类生产过 程或 者 机 械 设 备 进 行 操 作 控 制 的 。 1 ． 2 P L C控制系统的结构组成 P L C 控制 系统从本质上来说， 就是一种 运用于 工业生产的专业性 控制 类计算机 ， 因此它的系统设备结 构的组成 同其 他普通 的微型计算机也大体相同 ， 基本都包括有 存储器 ； C PU 中央处理器 ； 电源 ； 输入接 E l ； 输 出接 口电路 ； 功能模块 ； 通信模块 等 等 。 1 ． 3 P L C控制系统的特点 PLC控制 系统 的特 点主 要包 括 有 使 用 方便 、 编程简单 ； 适应性强 ； 功能性强 ； 性能 价格 比较高 ； 硬件配套较 为齐全 ； 可靠性较 高； 抗干扰能力强 ， 系统设计、 调试 、 安装等 工作量少 ； 维 修方便简单等 。 在这其 中， 最 为突出 的特 点就是利用内部编程软元件代 替 了传统继 电器中逻辑控制 电路的 中间和 时 间继 电器 ， 简化 了电气设备 的线路控 制， 有效提 高 了设备控制 系统 的稳定性 、 可靠 性 和 有 效 性 。 2 P L C 控制系统在电气设备中的设计 PL C 控 制系统 在电气设备当中的设计 主 要 包 括 以 下 几 个 方 面 的 内 容 ， 即 。 2． 1对控制任务进行评估 在电气设备 中进行P L C控制系统的设 计 ， 其 首 要 的 工 作 就 是对 其 任 务进 行 评 估 ， 匿圄耍圆 l 匦垂姻 工 厂 ⋯ ～ ] 圆匣 圜 l 圃 I 匿匦 图1 P L C控制系统的整体设计流程图 以确 定该 设备是 否能 够应 用PL C控制 系 统、 P L C 控制 系统的类型 单台控制系统 ； 多 台控制 系统 以及P L C 控制系统的运行方式 分级控制 ， 分散控制 。 在对P L C 控制任 务 进 行 评 估 时 ， 要 着 重 注 意 以 下 几 个 方 面 得 到内容， 即。 1 P L C系统应用在电气设备中的相关 可 靠 性 的 要 求 。 2 P L C系统控制的规模大小。 3 PLC控 制 系 统 的 数 据 处 理 速 度 情 况 。 4 PLC控制 系 统 的 工 艺 复 杂 程 度 。 2 ． 2选择 P L C控制系统的机型 在 整 个 的控制 系统 中 ， PLC机是 其 核心 的部件 。 因此 ， 设计人 员在进行 电气设备的 P L C系统设计时， 必须要合理 、 科学 的选择 P L C 的机型， 以便于更好的提高P L c 控制 系 统在各项 经济指标 和技术指 标上的水平 。 通常情况下 ， 对P L C控制 系统机型的选择 要着重注意以下几个方面得到 内容 ， 即。 1 选择合适的机 器型号 。 2 选 择 合 适的 容量 大小 。 3 选择配套的输入 电源 模块 。 4 选择配套的输 出电源 模块 。 2 ． 3确定 l ／ o的点数 设 计 人 员在 进 行 I ／O模 块 点数 和 种 类 的确定时 ， 是根据 系统设计 当 中统计得到 的输入 、 输 出的数 量级 种类 所决 定的 ， 同 时， 还要全面的分析考 虑控制对象同P LC 之间 的信 号性 质 、 信号 关 系等等 ， 进而 对 P LC 控制系统中的用 户存储器容量进行 合 理的估算 。 2． 4 设计控 制系统 设计人 员在进行控 制系统的整体设计 时 ， 必须 要 首先 保 证 它 的完 整性 ， 具 体 注 意 两人片而的 设计内容 ， 即 软件设计和硬件 设 计 。 要 确 保 这 枵 之 『 日 】 的 相 互配 合 和I 牵 制 的 卡 H 辅 相 成 关 系 。 1 软 什设讣。 主要包括 的设计内容足 控制 系统 中程 序的编 写。 通常包括对埘软 件的控制程序以及 对硬什的控制程序 。 2 硬件设计。 士 要包括 的设计内容是 抗 干 扰 设 计 、 控 制 器 设 计 、 电 路 连 接 设 计 等 。 图 1 2 ． 5调试系统 对 PLC控 制 系 统 设 计 的 最 后 一 步 就 是 进行系统 的调试。 这是非常重要的一步 ， 其 科技资讯 S C I E N C E ＆ T E C H N O L O G Y IN F O R MA T I O N 5 ] 豳 函 _ _ ] S～一 晨一一 一 童一 一 CHNOL0GY I N AT I ON 内容主要包括 两个阶段 ， 即 第一阶段的模 拟调试 以及第二阶 段的联机调试 。 具 体包 括 。 1 模拟调试 。 这是第一阶段的调试 ， 主 要任 务就是确保系统设计符合相应的 工艺 要求。 在调试过 程中 ， 可以在 系统外面接 入 适当量的输入开关 ， 并将其作为模拟 信号 ， 并通 过 输 出端 子 处 的 二 极 发光管 ， 观察 P L C 系统的输 出情况 。 2 联机统调。 在进行完模拟调试后 ， 就 可以进行联机调试 了。 在调试过程 中， 通常 要屏蔽 外部的输 出， 之后运用编程 器进 行 分 级 分 段 的 监控 调 试 。 3 对安全措施进行全面、 彻底的检查 。 设 计人 员要在全部 调试工 作结束后 ， 对 系 统 的安 全措施 进行 全面 、 彻 底、 详细 的检 查 ， 以 确 保 PLC控 制 系 统 能 够 准 确 无 误 的 投 入运行 。 并进行备份处理， 以防止程 序的 破 坏或丢失 。 3 P L C 控制系统在电气设备中的应用 P L C控制系统 在 电气设备当中的应用 主要包括以下几个 方面的 内容 ， 即。 1 选择电源 。 通常情况下 ， 在选择电源时 ， 要着 重考 虑 电流 的输 出情况 ， 即确保 电源额定 的输 出电流大干I ／ O 模块 、 处理器模块以及专用 模块等所消耗的 电流总和 。 2 选择机 型和功能模板 。 在进 行机 型的 选择时 ， 要 考虑 系统运 行的功能性和 可靠性 ， 以及所用 控制系统 的相应类型。 并根据所选的机型 ， 进行相关 功能模块 的选择 。 3 设计 系统控制的元器件。 在设计 系统控 制的元 器件时 ， 主要包 括的内容有 设计系统的初始化程序 ； 分配 存储器的空 间； 编制各功能的子程序 ； 确定 专用存储 器 ； 设计其他辅助程 序以及故障 应急措施等 等。 4 选择I ／ 0模块 。 对I ／ O模块的选择 ， 首先要做 的就是对 I ／ O模块 点数的确 定 ， 之后要对 系统 的输 入 、 输 出进行 离散 ， 并模拟控 制 系统 的输 入、 输出。 最后， 再进行特殊功能的输入 、 输 出 。 5 系 统 的 接 线和 安 装 。 即将控制 系统中的P L、 接触器、 熔断器 以及转 换 开关 等装 置在 同一块 配线 板上 面。 并按照P Lc系统的接线 图进行相应 的 安装 。 6 调试控制 系统 。 在进行P L C 控制系统的调试工作时 ， 要 着重进行对其软件 的调试工作 。 7 试运行控制系统。 对 P LC控 制 系统 调试 完成 后 ， 就 可 以 进 入 系统的试运 行阶段 。 在这期 间， 设计人 员 要密切的观 察和注视P L C 控制 系统的全部 运 行 情 况 ， 当 遇 到相 应 问 题时 ， 要 及 时 的 进 高 新 技 术 行停 机处 理 ， 并认真的分析 问题产生的原 因， 进而运用正确的措施 进行 解决。 8 对技 术文件进行整理和编制。 9 交 付 使 用 。 4 结语 在电气设备中应用了P L C 控制 系统后 ， 能够 大大简 化过去 传统 的 复杂继 电 器逻 辑， 提高 了电气系统的安全性 和可靠性。 同 时 ， P L C系统的操作简单 、 故障率低 ， 运行 稳定、 维护方便等特点 ， 也使得P L C 控制系 统在 电气设 备中的应 用范 围越 来越广泛 ， 提高 了电气设备的现代化 、 自动化水平， 因 此 ， 应该在 电气设备中大 力推广P L C控制 系统 。 ， 参考文献 [ 1 】张明辉 ． 电气设备的控制系统 设计与应 用[ J 】 ． 科技传播 ， 2 0 1 2 5 ． [ 2 】姜仲秋 ． 电气设备P L C 控 制系统的设计 与应用[ J 】 ． 金陵科技学院学报 ， 2 0 l 2 3 ． 【 3 】熊建伟 ． P L c 控制系统在电气设备 中的 设计与应用[ J ] ． 华章 ， 2 0 l 0 3 6 ． [ 4 】关晓冬． P L C 控制系统在电气设备 中的 设计 与应用【 J 】 ． 中 国科 技纵 横 ， 2 0l l 2 2 ． 【 5 】黄道庆． P L C 控制系统在电气设备中的 设计与应用[ J 】 ． 城市建设理论研 究 电 子版 ， 2 0l 1 2 1 ． 上接 4页 略 对用户可能产 生的影响 。 安全高效地联 接组织 内部 目前及今后可能引入的应用软 件 ， 操作系统和资源 。 提供重要的标准报告 以满足管理规范 的要求 。 提 供执行 口令和 个 人信息变更的We b自助接 口。 配置必要 的软件组件 ， 包括必要的数据库 、 L DAP 服 务 器 、 We b 与 应 用服 务 器 。 4． 2数 据隔离 数据 的 隔离 是 大 家 都 比较关 心 的 问 题 。 基础 架构 云服务 的一个核心技术是 虚 拟化 ， 这意味 着不 同用户的数据可能存 放 在共享的物理存 储之上 。 云计算 系统对干客 户数据 的存放 问题 可再用 两种方式实现 提供统一共享的 存 储设备 ； 提供 单独 的存储设备。 当用 户选择用共 享存储设备存放 数据 时 ， 通过存储设备 自身的安全措施 ， 比如存 放映射 等功能可以 确保数据的隔离性 ， 其 优 点 为 。 1 基于共 享存 储的 方式 节约存储 空 间 。 2 统一管理 ， 节约管理 相关的费用 。 3 存储整合 ， 便于管理 ， 便于备份及容 灾 的实 现 。 4 提供足够 、 有效 的安全措施 来保护 数 据 。 当用户 选择单 独的数据 存放设 备时 ， 从物理层面 的隔离保护 了用 户重 要数据 ， 但缺点是存 储设备无法有效利 用 ， 当用 户 规模扩大的 时候 ， 无法实现对分 布的独立 的存储设备 进行有效管理 ， 从而 使整个云 的成本和可用性大打折扣 。 4 ． 3数据加密 数据加密的 目的是防止他人拿到数据 的原始文件 后进行数据窃取 。 在云计算环 境 中， 数据 的隔离机制 已经可 以防止其 他 用户对数据 的访 问， 因此 ， 数据加 密的主要 途径是防止 “ 内鬼” ， 既避免服务提供者 对 数据进行 窃取 。 数据加 密在 云计算 中的具 体应用形 式为 数据在 用户端 使用用 户密 钥进行加 密 ， 然后上传至云计算环境 中， 之 后使用 时再实时解 密 ， 避免将解密后 的数 据存放在任 何物 理介质上。 数据 加 密有很 多成熟的算 法 ， 比如对 称加密 ， 公钥加密等等 ， 这里限 于篇幅就不 再 赘述 了 。 4 ． 4数据保护 对于存 储在 云计算平台 的数据 ， 可采 用快照 、 备份、 容灾等重要保护手段确保用 户重要 数据的 安、全 ， 一旦发生用 户数据受 到黑客 、 病毒等逻辑 层面的攻 击或者地震 、 火灾等物 理层的灾害 ， 均可 有效恢复 。 对于数据备份【 4 ] ， 可通过现 有的企业级 6 科技资讯 S CI E N CE ＆ T E CH N OL OGY I N F OR MATI ON 备 份软 件或者存储备份功 能来实现 ， 可对 其 文件 、 数据库按照用 户设定的备 份策略 进 行 自动备份及恢复 ， 包括在线 或离线备 份 。 目前市面上的云存 储服务提供 商提出 一 些创新性的方法 ， 比如把 一份数据 同时 存 放在多个地点 ， 这样 即使一份数据 出问 题 ， 用户也可以从其它位置获取数据， 而且 这 个过程对用 户是透 明的。 可 以利用数据 校 验 技 术 帮 助 验 证 数 据 的 完 整 性 ， 比 如 数 据 是否被篡改， 是否发生 了缺 失。 数据校验 技 术 还 可 以 和 数据 的 拷 贝结 合 起 来 ， 用 于 判断每份拷 贝的正确性 。 参考文献 【 1 ]胡小菁 ， 范并思 ． 云计算给 图书馆管理 带来 挑战 [ J ] ． 大学 图 书馆 学报 ， 2 0 0 9 4 7 一l 2． [ 2 ]周舒 ， 张 岚 岚 ． 云 计 算 改 善 数 字 图书 馆 用户体验 初探[ J 】 ． 图书馆学研究 ， 2 0 0 9 4 2 8 3 0 ． 【 3 】王长 全 ， 艾雾． 云计算时代的数 字图书 馆信息安全思考[ J 】 ． 图书馆建设， 2 0 l 0 1 5 0 -5 2 ． [ 4 ]魏志鹏， 李慧佳， 祖央 ． 云计算影响下的 图书馆信息服务研 究[ J ] ． 图书馆， 2 0 1 0 2 ．