叶强

摘要：随着我国科技不断进步，自动化生产水平逐渐提高，以机床电气控制作为基础的自动化控制系统成为当前我国小型企业电气控制应用当中一项热点话题，PLC产品在应用方面的便捷性和强大的功能性，在未来的发展中拥有较好的前景。本文将针对PLC技术在小企业电气控制系统当中的设计应用进行研究。

關键词：PLC技术；小企业；电气控制；系统设计

1.PLC技术定义、构成、功能分析

PLC技术也可以称为可编程逻辑控制器，该项技术主要是通过利用微电脑技术为基础，制造产生的通用型自动化控制设备，在设备当中使用可编程存储器，能够实现对编写程序的存储，并且能够利用逻辑计算、定时技术、顺序控制技术和各种运算操作进行程序的执行，进而通过数字和模拟方式对信号进行接收和输出，实现对机械和生产过程的管控。可编程逻辑控制器从结构方面进行分析，主要包括固定式和组合式这两种类型，固定式由中央处理器、I/O模块、内存、电源和显示器构成，这几个部分构成一个不能被拆分的整体结构，所以叫做固定式可编程逻辑控制器。组合式则分别由中央处理器、内存、I/O模块、电源和机架通过组装而成。在可编程逻辑控制器当中，中央处理器相当于中枢神经部分，占据核心位置，在每套可编程逻辑处理器当中至少应该配备一个中央处理器，其作用是根据控制器给出的相应功能对使用程序给出的信号和数据进行接收和储存，并且能够使用扫描方式对输入装置发出的相应状态和数据信息进行采集，并且能够保存到临时寄存器当中。在中央处理器的结构当中包括寄存器、控制模块、运算器和控制状态，其速度和内存在可编程逻辑控制器当中发挥重要作用，直接影响数据处理速度和工作状态。

可编程逻辑控制器的功能包括，针对执行项目进行限时控制，根据提供的定时信息，对定时装置进行设置，在运行过程中也可以进行调整和改动。可编程逻辑控制器还可以实现条件控制，也就是通过逻辑运算指令进行相关设定，从而实现继电器的串并联等相关连接处理。同时，也能实现步行控制，在上一道工序完成之后，同步对移位寄存器进行设置。当前，一部分可编程逻辑控制器还能实现通信功能、远程控制、模数及数模转换功能，为自动化技术的全面应用提供有力条件。

2.PLC技术在小企业电气系统控制方面系统控制的要求分析

2.1针对步进电机的运行控制分析

首先应对步电机的运行情况进行演示分析，通过PLC按钮对其开关键进行控制。步进电机在系统启动阶段因为正向旋转，七圈后会自动停止。相关参数应设置为，频率800赫兹、电流1.5安培、驱动器细分为5，利用启动按钮和PLC的设置对步进电机进行启动。

2.2针对小车往返的运行控制分析

小车的往返操作通常使用启动按钮、停止按钮和热保护继电器三个部分进行设定和控制，在设置过程中应充分考虑延时现象，通过实验得到准确数据，对参数进行相应的调整，实现小车的往返运行和循环效果。为了避免小车在运行过程中发生事故，应在电路设计阶段安装限位保护开关，通过手动操作强行让小车停止运行，同时还应设定为小车自动停止3-5秒时向反方向运行。热保护继电器的设置电流为0.35A-0.4A。

2.3针对多段速的运行控制分析

利用演示变频器对电机多段速运动情况进行设置和控制，利用PLC实现速度的自动切换功能，使用屏幕触摸控制和PLC通讯技术实现变频器多段速的实时控制，变频器通常采用外部运行的方式，可以利用触摸屏幕进行启动和停止的相应控制。在启动阶段，第一段速的频率应为15赫兹，运行五秒之后应自动转换为第二段速，在第二段运行频率设置为25赫兹，运行八秒钟后切换为第三段速。在第三段运行设置频率为50赫兹，直到第五段速保持运行状态频率不变。如果不出现系统故障、紧急停止或者断电问题，通过编程能够实现对多段速运行的灵活设定和控制，如果中途有停止，则需重新启动系统，就能开始重新运行。

3.小企业设备选型研究

3.1变频器选型分析

变频器通常安置在系统的电源和电极之间，通过对其变频器相关参数进行调节，能够实现电源输出频率的更改，从而改变电动机转速。变频器的频率改变方式通常采用的有两种，PU模式和外部控制模式，PU模式是指通过对面板上的按键进行操控，对变频器输出频率相关参数进行调整，外部控制模式则是通过对外部输入的信号进行更改实现对变频器输出频率的调整。这两种方式在操作方面都非常灵活，所以在我国的工业领域和民用领域的电器使用及控制方面得到了广泛的应用。同时，变频器当中还包含有很多保护功能，例如针对过流的保护、过压保护以及过载保护等。

3.2 步进电动机选型分析

步进电动机的使用可以实现电脉冲和角位移电动机的转换。通过使用驱动电源，向步进电机发出具有一定规律的脉冲信号，每当有一个脉冲输入到接收设备当中，步进电机就会向前移动一步，其中，步进电机角位移和脉冲数之间成正比关系，步进电机的转速和脉冲频率也成正比关系，绕组通电的方向决定了转速和转向。

4.PLC技术小企业电气控制系统设计方案

4.1系统设计思路

通过使用PLC进行步进电机的启动与停止控制，当步进电机开始运行后，在正转七圈后会自动停止。热保护继电器利用PLC进行小车的启动和停止控制。假设小车在B点开始启动，向A点运行，当小车到达A点之后，延时应该为三秒，然后小车将向B点返回，到达B点后自动停止，在到达B点后，小车的延时应达到五秒，同时继续向前运行，通过循环往复实现系统设置要求。保护小车在超行程运行当中避免发生事故，需要在电路系统当中设定限位保护装置，操作左、右限位都能实现使小车的运行停止，同时也在3-5秒后继续向反方向运动。变频器的开关控制由PLC执行，针对速度能够实现自动切换，在五段速维持运行状态。

4.2系统的参数设置

在对步进电机参数进行设计方面，其驱动器的细分为5；电流设置为1.5A；频率800Hz。对变频器参数进行设置需根据客户的控制要求进行设定。

结束语：

我国小型企业通过利用PLC技术实现自动化系统控制，能够有效提高企业自动化水平，缩减劳动力成本，为企业提高经济效益作出贡献。通过加强对PLC技术的应用研究，能够提高小型企业对自动化技术的掌握水平，提高生产效率，推动企业可持续化发展。

参考文献4

[1]沈红雷.基于PLC技术小企业电气控制系统设计[J].电子世界，2018，03：128-129.

[2]肖荣辉.基于机床电气控制的PLC的自动化系统设计[J].信息系统工程，2013，05：26-27.

（作者单位：江森自控日立万宝空调（广州）有限公司）