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[摘 要]随着我国科技的不断发展，PLC技术日益成熟，在各个生产领域有着非常广泛的应用，并取得了显著的成效。在电气自动化控制系统中应用PLC技术，对降低能源消耗、提高生产效率具有重大的意义。文章对PLC背景下电气自动化控制系统的设计以及需要注意的问题进行了详细分析，并提出几点应用PLC技术的有效策略，以供参考。
[关键词]PLC;电气自动化;控制系统;设计
[中图分类号]TP273 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）07–00–03
Design of Control System of Electrical Automation Under the Background of PLC
Huang Zi-long
[Abstract]With the continuous development of science and technology in our country， PLC technology has become increasingly mature， and has been widely used in various production fields， and has achieved remarkable results. The application of PLC technology in electrical automation control systems is of great significance for reducing energy consumption and improving production efficiency. The control system design of electrical automation under the background of PLC and the problems that need attention are analyzed in detail， and several effective strategies for applying PLC technology are proposed for reference.
[Keywords]PLC; electrical automation; control system; design
目前，PLC技术在工业领域数控体系应用优势日益明显，在恶劣的环境中仍然能够保障系统始终保持平稳运行状态，并且系统轻便，易于操作，故而成为工业数控体系中的核心部分。尤其在工业机器人中的应用，将工业机器人与计算机连接，将机器人产生的数据传送至计算机上，通过计算机对这些数据信息做更深层次的处理，以此提高生产效率，满足不同用户不同的生产需求。
1 PLC背景下电气自动化控制系统设计需要注意的问题
1.1 选用符合设计要求的电子元件
在电气自动化控制系统整体装置中，电子元件的作用不可小觑，电子元件设计是否合理直接关乎着电气自动化控制系统的应用性能。因此，在设计电子元件的过程中，应根据控制系统的实际情况，选择与之要求相符的电子元件。要想实现电气自动化控制系统安全、稳定的运行，需要保障选用的电子元件具备较强的持久性和耐用性，有利于对生产成本的控制。
1.2 加强对散热防护工作的重视
为电气自动化控制系统的运行创造一个健康、绿色的环境，是确保该系统稳定运行的首要步骤。在进行电气自动化控制系统设计时，一定要高度重视设备的散热和防护问题，完善的散热及防护措施，不仅可以确保软件充分发挥其应用功能，而且还能有效预防系统因遭受病毒袭击而引发瘫痪问题。因此，设计人员在设计时，务必加强对这一环节的规划，结合实际需求，制定科学有效的散热及防护措施。加强对电气设备的防护能力，不仅可以减少电气设备运行中的安全隐患，而且还能实现经济效益的提升。
2 PLC背景下电气自动化控制系统的设计
2.1 评估控制任务
随着我国科技的不断发展，PLC技术日益成熟，在各个生产领域有着非常广泛的应用，并取得了显著的成效。PLC系统作为数控设备中的重要组成部分，对提高工作效率、降低生产成本发挥着重要作用。在对电气自动化控制系统进行设计时，要想确认控制系统的设备数量以及是否在系统中应用PLC技术，则需要结合实际生产目标及系统情况，对控制方式加以明确，从而对目标系统的特性和复杂性进行综合分析。分析方式应从以下几点入手：
（1）控制系统的整体规模;
（2）生产技术的复杂程度;
（3）控制系统的可靠度是否符合实际标准;
（4）信息数据的处理效率。
2.2 确定I/O点数
对电气自动化控制系统运行过程中需要输出、输入的接口点数和具体的I/O模块进行严格测定。同时为了增强PLC系统内存分配的合理性，需要对目标系统及PLC的交互方式进行严格把控。
2.3 PLC机型的选择
随着PCL技术的广泛应用，如今已经发展成为构造电气装置自控体系的核心，对电气设备能否正常运行起着关键性作用。
因此，在对PLC系统装置进行选择判断时，一定要谨慎认真，包括型号类别、接口数量、内存配比等内容，以便确保PLC系统装置与电气装置的型号相匹配，这样才能充分发挥PLC系统的应用价值，扩大生产企业的利润空间。
2.4 控制系统设计
PLC作为电气自动化控制系统中的可编程控制器，其系统硬件主要分为两个模块，分别是机箱和显示器。其中机箱内配备装置包括系统数据、数字量的转化模块、模拟量以及故障切除模块。主机的作用除了负责对各项运行命令进行解析和传输之外，还负责控制电机速度参数及优化辅助模块。数字量转化模块由开关组件、控制器和触发信号组成，放大之后可实现对阀门和继電装置的控制;模拟量模块的功能主要用来对信号进行收集，包括电压、电流、温度等;故障切除模块的主要作用是用来对故障实施处理工作，包括压力参数过大、柴油机运行失常、电机温度超标等内容的处理，从而维持系统的正常运转。 （1）PLC控制系统可以完成伺服电机的信号的采集和处理，确保电气自动化控制系统安全、稳定的运行。
（2）基于PLC控制系统优势，也可将其应用于工业机器人当中，从而实现对机器人的信息控制。所谓信息控制即是指数据处理，包括信息采集、信息存储、信息传输等操作，在工业机器人中应用PLC控制系统，通过采集和处理工业机器人的内部与外部的信息参数，并将这些数据显示在数据显示屏上，如果将工业机器人与计算机连接的话，还可以将显示屏上的数据传送至计算机上，通过计算机显示屏对这些数据信息做更深层次的处理。
（3）为了避免系统在运行的过程中发生数据丢失或被恶意篡改的问题，可以将这些数据信息发送到存储空间，进行数据备份。由此可见，PLC控制系统的本质其实是借助一系列程序操控的内存模完成程序设计通过逻辑量对各种操作命令实施执行，由数字量、模拟量及接口模块完成设备操作。
（4）PLC控制系統即便在恶劣的环境中仍然可以保障系统始终保持于安稳运行状态，并且系统轻便易于操作，故而成为工业数控体系中的核心部分。
2.5 抗干扰设计
PLC背景下，针对于电气自动化控制系统抗干扰设计，可以从以下三点着手：
（1）电源部分的抗干扰设计。电源模块中的核心部分为电源变压装置，对这部分进行抗干扰设计，可以增强设备运行的稳定性。因此，采用容量参数超过额定需求1.2倍以上的隔离变压设备，进行抗干扰设计。条件允许的情况下，还可在电源模块中加装滤波设备，选用双绞线模式进行级连，从而将信号干扰的影响降至最低;
（2）输入输出信号的抗干扰设计。想要保持输出输入信号的稳定，需要借助绝缘I/O组件。首先，输入信号之所以受到干扰，源于线路之间的差模干扰所致，采用滤波器进行消除处理。对于线路和大地间的共模干扰，可以借助接地控制加以消除;其次，输出信号通常是受PLC开关量的干扰，根据实际负载情况将，其进一步优化;
（3）外部配线的抗干扰设计。信号在传输的过程中之所以会受到很大的干扰，主要源于系统外部线路间出现的互感和分布电容所导致。要想将这些干扰因素消除，需要在交直流的输出、输入配备相应的电缆线路。同时还应在集成线路和晶体管电路中设置屏蔽模块，以此降低干扰的影响。
3 PLC技术在电气设备自动控制系统中的应用
3.1 选择定位应用范围
通过对数据的控制，实现PLC技术在电气自动化控制系统中的应用，基于PLC技术的优势，在电气自动化控制系统中应用PLC技术，可进一步推动电气自动化设备向现代化、智能化的方向发展。为了充分发挥PLC技术在电气自动化设备中的应用价值，在应用PLC技术之前，需要对当前电气自动化设备进行合理定位，在此基础上，对其定位进行综合全面的分析，从而挖掘出自动化控制系统中存在的漏洞，进而明确应用PLC技术的切入点，以此增强两者匹配的精准度。
3.2 具备相关设计知识
PLC作为一种编程控制系统，具有系统轻便易于操作的特点，在当前工业数控系统中具有不可或缺的地位。在电气自动化控制系统中应用PLC技术，是我国电气行业控制技术未来发展的主导方向，同时还能满足电气行业控制技术的总体需求。在电气自动化控制系统中应用PLC技术时，需要技术人员具备一定基础理论知识，在此基础上，结合自动化控制需求，选择合理的PLC技术，共同发挥两者的应用优势。
3.3 注重细节检测设计
由于PLC技术属于现代化计算机编程系统，在电气自动化控制系统中应用PLC技术时，为了增强二者的协作性与融合性，要求电气自动化控制系统同样具备一定程度的先进性和灵活性。PLC技术作为信息技术发展下的新型产物，应用于电气行业的时间比较短，不具备充足的实践经验，为此，在应用的过程中应着重细节之处的设计与检测。在检测的过程中，先要对PLC系统进行调试，通过调整和控制电气设备，对PLC系统控制功能的执行效率加以判断。此外，完成对核心部位的调试检测之后，还需要对细节之处做进一步检测，从而确保PLC系统的有效性和可行性，进一步提高企业的生产效率。
3.4 在配电继电保护系统应用远程监控
传统10 kV配电系统采用继电器系统、分布监测计量以及分布控制方式，这种系统对于电气设备的故障诊断，主要是通过人工平时巡检和计划检修，一旦电气设备出现突发性故障或者存在潜在的安全隐患，该系统无法及时对这些故障实施处理，从而降低电力系统供电的可靠性。PLC控制系统可以实现集中控制和监测的计量方式，有利于提高配电系统的运行管理和自动化水平，以此增强电力系统供电的安全性和稳定性，为工作人员减轻了不少的工作负担。因此，采用PLC技术对10 kV配电系统进行全天候远程自动监控，可以及时发现设备运行中的异常情况，并及时采取处理措施将故障排除，不仅大大缩短了检修时间，而且还能确保电力系统长期处于安全、稳定的运行状态中。
（1）利用PLC技术对10 kV配电继电保护系统传感器进行采样，以便提取和传输参数;
（2）通过PLC控制系统将采集到的数据向上位机进行传送，之后通过上位机对这些数据进行处理，同时应用组态软件，实现对10 kV配电系统的远程管理与监控，监控内容包括10 kV配电继电保护系统的总受柜、1#变压器配出柜及2#变压器配出柜的三相电压是否存在欠压情况以及三相电流过流情况是否稳定等。此外，在对10 kV配电系统进行远程监控时，一旦发现系统或设备存在异常状况时，监控系统则会及时发出故障警报，同时在计算机显示屏中显示报警画面。
（3）PLC技术除了实现对10 kV配电系统远程监控之外，还可实现对工业机器人的远程监控。将PLC通讯接口与网络进行联结，从而构建起网络通讯的桥梁，实现对工业机器人的远程控制。通过网络视频监控画面对工业机器人的生产状态进行实时监控，一旦发现异常情况，及时对工业机器人调整生产方案，从而促进生产效率的提升。
4 结束语
综上所述，随着我国科技水平不断地进步，工业领域正在面临技术革新阶段，自动化电气设备作为生产中的主要劳动力，其性能高低直接影响着生产企业的经济效益。基于PLC技术系统轻便易于操作的特点，在电气自动化控制系统中应用PLC技术，彻底打破了传统计数装置的限制，使得系统整体结构得以深度优化，我国电气行业控制技术的发展推向了更高层次的台阶，真正意义上实现高质量，高性价比的现实操作。
参考文献
[1] 王林.电气自动化设备中PLC控制系统的应用[J].自动化应用，2019（12）：50.
[2] 尤向阳.采摘机械手伺服控制系统电气自动化设计——基于PLC控制器[J].农机化研究，2019，41（12）：220-223.
[3] 胡舒杰.PLC智能电气自动化控制优化系统的相关探究[J].卫星电视与宽带多媒体，2020，512（7）：84-85.
[4] 顾健.基于PLC的电气自动化控制系统设计及应用[J].今日自动化，2019（4）：20-21.
[5] 张艳.基于PLC的电气自动化控制系统设计[J].计算机产品与流通，2019（5）：112.
[6] 李凌业.基于PLC技术的电气自动化控制优化系统设计[J].百科论坛电子杂志，2019（2）：302.
[7] 刘佩君.基于PLC技术的电气自动化控制优化系统设计[J].数字化用户，2019，25（4）：112.
[关键词]PLC;电气自动化;控制系统;设计
[中图分类号]TP273 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）07–00–03
Design of Control System of Electrical Automation Under the Background of PLC
Huang Zi-long
[Abstract]With the continuous development of science and technology in our country， PLC technology has become increasingly mature， and has been widely used in various production fields， and has achieved remarkable results. The application of PLC technology in electrical automation control systems is of great significance for reducing energy consumption and improving production efficiency. The control system design of electrical automation under the background of PLC and the problems that need attention are analyzed in detail， and several effective strategies for applying PLC technology are proposed for reference.
[Keywords]PLC; electrical automation; control system; design
目前，PLC技术在工业领域数控体系应用优势日益明显，在恶劣的环境中仍然能够保障系统始终保持平稳运行状态，并且系统轻便，易于操作，故而成为工业数控体系中的核心部分。尤其在工业机器人中的应用，将工业机器人与计算机连接，将机器人产生的数据传送至计算机上，通过计算机对这些数据信息做更深层次的处理，以此提高生产效率，满足不同用户不同的生产需求。
1 PLC背景下电气自动化控制系统设计需要注意的问题
1.1 选用符合设计要求的电子元件
在电气自动化控制系统整体装置中，电子元件的作用不可小觑，电子元件设计是否合理直接关乎着电气自动化控制系统的应用性能。因此，在设计电子元件的过程中，应根据控制系统的实际情况，选择与之要求相符的电子元件。要想实现电气自动化控制系统安全、稳定的运行，需要保障选用的电子元件具备较强的持久性和耐用性，有利于对生产成本的控制。
1.2 加强对散热防护工作的重视
为电气自动化控制系统的运行创造一个健康、绿色的环境，是确保该系统稳定运行的首要步骤。在进行电气自动化控制系统设计时，一定要高度重视设备的散热和防护问题，完善的散热及防护措施，不仅可以确保软件充分发挥其应用功能，而且还能有效预防系统因遭受病毒袭击而引发瘫痪问题。因此，设计人员在设计时，务必加强对这一环节的规划，结合实际需求，制定科学有效的散热及防护措施。加强对电气设备的防护能力，不仅可以减少电气设备运行中的安全隐患，而且还能实现经济效益的提升。
2 PLC背景下电气自动化控制系统的设计
2.1 评估控制任务
随着我国科技的不断发展，PLC技术日益成熟，在各个生产领域有着非常广泛的应用，并取得了显著的成效。PLC系统作为数控设备中的重要组成部分，对提高工作效率、降低生产成本发挥着重要作用。在对电气自动化控制系统进行设计时，要想确认控制系统的设备数量以及是否在系统中应用PLC技术，则需要结合实际生产目标及系统情况，对控制方式加以明确，从而对目标系统的特性和复杂性进行综合分析。分析方式应从以下几点入手：
（1）控制系统的整体规模;
（2）生产技术的复杂程度;
（3）控制系统的可靠度是否符合实际标准;
（4）信息数据的处理效率。
2.2 确定I/O点数
对电气自动化控制系统运行过程中需要输出、输入的接口点数和具体的I/O模块进行严格测定。同时为了增强PLC系统内存分配的合理性，需要对目标系统及PLC的交互方式进行严格把控。
2.3 PLC机型的选择
随着PCL技术的广泛应用，如今已经发展成为构造电气装置自控体系的核心，对电气设备能否正常运行起着关键性作用。
因此，在对PLC系统装置进行选择判断时，一定要谨慎认真，包括型号类别、接口数量、内存配比等内容，以便确保PLC系统装置与电气装置的型号相匹配，这样才能充分发挥PLC系统的应用价值，扩大生产企业的利润空间。
2.4 控制系统设计
PLC作为电气自动化控制系统中的可编程控制器，其系统硬件主要分为两个模块，分别是机箱和显示器。其中机箱内配备装置包括系统数据、数字量的转化模块、模拟量以及故障切除模块。主机的作用除了负责对各项运行命令进行解析和传输之外，还负责控制电机速度参数及优化辅助模块。数字量转化模块由开关组件、控制器和触发信号组成，放大之后可实现对阀门和继電装置的控制;模拟量模块的功能主要用来对信号进行收集，包括电压、电流、温度等;故障切除模块的主要作用是用来对故障实施处理工作，包括压力参数过大、柴油机运行失常、电机温度超标等内容的处理，从而维持系统的正常运转。 （1）PLC控制系统可以完成伺服电机的信号的采集和处理，确保电气自动化控制系统安全、稳定的运行。
（2）基于PLC控制系统优势，也可将其应用于工业机器人当中，从而实现对机器人的信息控制。所谓信息控制即是指数据处理，包括信息采集、信息存储、信息传输等操作，在工业机器人中应用PLC控制系统，通过采集和处理工业机器人的内部与外部的信息参数，并将这些数据显示在数据显示屏上，如果将工业机器人与计算机连接的话，还可以将显示屏上的数据传送至计算机上，通过计算机显示屏对这些数据信息做更深层次的处理。
（3）为了避免系统在运行的过程中发生数据丢失或被恶意篡改的问题，可以将这些数据信息发送到存储空间，进行数据备份。由此可见，PLC控制系统的本质其实是借助一系列程序操控的内存模完成程序设计通过逻辑量对各种操作命令实施执行，由数字量、模拟量及接口模块完成设备操作。
（4）PLC控制系統即便在恶劣的环境中仍然可以保障系统始终保持于安稳运行状态，并且系统轻便易于操作，故而成为工业数控体系中的核心部分。
2.5 抗干扰设计
PLC背景下，针对于电气自动化控制系统抗干扰设计，可以从以下三点着手：
（1）电源部分的抗干扰设计。电源模块中的核心部分为电源变压装置，对这部分进行抗干扰设计，可以增强设备运行的稳定性。因此，采用容量参数超过额定需求1.2倍以上的隔离变压设备，进行抗干扰设计。条件允许的情况下，还可在电源模块中加装滤波设备，选用双绞线模式进行级连，从而将信号干扰的影响降至最低;
（2）输入输出信号的抗干扰设计。想要保持输出输入信号的稳定，需要借助绝缘I/O组件。首先，输入信号之所以受到干扰，源于线路之间的差模干扰所致，采用滤波器进行消除处理。对于线路和大地间的共模干扰，可以借助接地控制加以消除;其次，输出信号通常是受PLC开关量的干扰，根据实际负载情况将，其进一步优化;
（3）外部配线的抗干扰设计。信号在传输的过程中之所以会受到很大的干扰，主要源于系统外部线路间出现的互感和分布电容所导致。要想将这些干扰因素消除，需要在交直流的输出、输入配备相应的电缆线路。同时还应在集成线路和晶体管电路中设置屏蔽模块，以此降低干扰的影响。
3 PLC技术在电气设备自动控制系统中的应用
3.1 选择定位应用范围
通过对数据的控制，实现PLC技术在电气自动化控制系统中的应用，基于PLC技术的优势，在电气自动化控制系统中应用PLC技术，可进一步推动电气自动化设备向现代化、智能化的方向发展。为了充分发挥PLC技术在电气自动化设备中的应用价值，在应用PLC技术之前，需要对当前电气自动化设备进行合理定位，在此基础上，对其定位进行综合全面的分析，从而挖掘出自动化控制系统中存在的漏洞，进而明确应用PLC技术的切入点，以此增强两者匹配的精准度。
3.2 具备相关设计知识
PLC作为一种编程控制系统，具有系统轻便易于操作的特点，在当前工业数控系统中具有不可或缺的地位。在电气自动化控制系统中应用PLC技术，是我国电气行业控制技术未来发展的主导方向，同时还能满足电气行业控制技术的总体需求。在电气自动化控制系统中应用PLC技术时，需要技术人员具备一定基础理论知识，在此基础上，结合自动化控制需求，选择合理的PLC技术，共同发挥两者的应用优势。
3.3 注重细节检测设计
由于PLC技术属于现代化计算机编程系统，在电气自动化控制系统中应用PLC技术时，为了增强二者的协作性与融合性，要求电气自动化控制系统同样具备一定程度的先进性和灵活性。PLC技术作为信息技术发展下的新型产物，应用于电气行业的时间比较短，不具备充足的实践经验，为此，在应用的过程中应着重细节之处的设计与检测。在检测的过程中，先要对PLC系统进行调试，通过调整和控制电气设备，对PLC系统控制功能的执行效率加以判断。此外，完成对核心部位的调试检测之后，还需要对细节之处做进一步检测，从而确保PLC系统的有效性和可行性，进一步提高企业的生产效率。
3.4 在配电继电保护系统应用远程监控
传统10 kV配电系统采用继电器系统、分布监测计量以及分布控制方式，这种系统对于电气设备的故障诊断，主要是通过人工平时巡检和计划检修，一旦电气设备出现突发性故障或者存在潜在的安全隐患，该系统无法及时对这些故障实施处理，从而降低电力系统供电的可靠性。PLC控制系统可以实现集中控制和监测的计量方式，有利于提高配电系统的运行管理和自动化水平，以此增强电力系统供电的安全性和稳定性，为工作人员减轻了不少的工作负担。因此，采用PLC技术对10 kV配电系统进行全天候远程自动监控，可以及时发现设备运行中的异常情况，并及时采取处理措施将故障排除，不仅大大缩短了检修时间，而且还能确保电力系统长期处于安全、稳定的运行状态中。
（1）利用PLC技术对10 kV配电继电保护系统传感器进行采样，以便提取和传输参数;
（2）通过PLC控制系统将采集到的数据向上位机进行传送，之后通过上位机对这些数据进行处理，同时应用组态软件，实现对10 kV配电系统的远程管理与监控，监控内容包括10 kV配电继电保护系统的总受柜、1#变压器配出柜及2#变压器配出柜的三相电压是否存在欠压情况以及三相电流过流情况是否稳定等。此外，在对10 kV配电系统进行远程监控时，一旦发现系统或设备存在异常状况时，监控系统则会及时发出故障警报，同时在计算机显示屏中显示报警画面。
（3）PLC技术除了实现对10 kV配电系统远程监控之外，还可实现对工业机器人的远程监控。将PLC通讯接口与网络进行联结，从而构建起网络通讯的桥梁，实现对工业机器人的远程控制。通过网络视频监控画面对工业机器人的生产状态进行实时监控，一旦发现异常情况，及时对工业机器人调整生产方案，从而促进生产效率的提升。
4 结束语
综上所述，随着我国科技水平不断地进步，工业领域正在面临技术革新阶段，自动化电气设备作为生产中的主要劳动力，其性能高低直接影响着生产企业的经济效益。基于PLC技术系统轻便易于操作的特点，在电气自动化控制系统中应用PLC技术，彻底打破了传统计数装置的限制，使得系统整体结构得以深度优化，我国电气行业控制技术的发展推向了更高层次的台阶，真正意义上实现高质量，高性价比的现实操作。
参考文献
[1] 王林.电气自动化设备中PLC控制系统的应用[J].自动化应用，2019（12）：50.
[2] 尤向阳.采摘机械手伺服控制系统电气自动化设计——基于PLC控制器[J].农机化研究，2019，41（12）：220-223.
[3] 胡舒杰.PLC智能电气自动化控制优化系统的相关探究[J].卫星电视与宽带多媒体，2020，512（7）：84-85.
[4] 顾健.基于PLC的电气自动化控制系统设计及应用[J].今日自动化，2019（4）：20-21.
[5] 张艳.基于PLC的电气自动化控制系统设计[J].计算机产品与流通，2019（5）：112.
[6] 李凌业.基于PLC技术的电气自动化控制优化系统设计[J].百科论坛电子杂志，2019（2）：302.
[7] 刘佩君.基于PLC技术的电气自动化控制优化系统设计[J].数字化用户，2019，25（4）：112.