基于PLC的电源终端控制设计

包玮萌，玄子玉

（佳木斯大学 信息电子技术学院，黑龙江 佳木斯 154007）

0 引 言

近年来，电源控制技术被相关学者广泛关注。然而，以PLC为基础进行电源终端控制设计的活动较少，在一定程度上会限制电源控制技术的应用范围，不利于提高电源系统的工作效率。本文对“基于PLC的电源终端控制设计”这一论题展开，以期能够使设计人员在了解电源控制终端运行原理的前提下，制定合理的设计方案。

1 PLC基本介绍

PLC全称为可编程逻辑控制器。该设备适用于工业环境，借助可编程存储器逐步执行操作指令，以此完成数据存储目标，实现数字化管理机械设备的生产程序，如图1所示。西方国家最早应用PLC进行工业生产，并取得了良好的生产效果。随后，日本、德国等相继研制可编程控制器，并不断扩大其使用范围，以此监控系统生产过程。可编程逻辑控制器经历了初期阶段、实用化阶段、成熟阶段、快速发展阶段，能满足工业在不同阶段的发展需要，以此提高工业发展速度、加快生产步伐，大幅提升工业经济效益，促进我国社会持续发展[1]。

图1 PLC组成部件

2 原理分析

要想全面掌握终端控制原理，应具体了解电源控制思想、方案要求和方案特点，使人们在了解电源终端控制的基础上，为后续的设计工作奠定良好的基础，同时提供理论支持。这不仅符合论文探究目的，而且能优化电路控制效果，以此提高电源在不同系统中的分配效率，全面提高电源管理质量，确保电源管理技术扩大应用范围。

2.1 基本思想

电源控制即指根据事先确定的程序完成接线操作，同时适当调整电阻数值完成电动机的有效操控。其中，受操控的对象主要为速度、方向、运行状态和制动等。电动百叶窗组成部分主要有控制器、玻璃片、窗框、玻璃夹和电机等。其中，玻璃夹内部增设玻璃片，窗框上方预留长轴位置，连接片左右连接短轴和偏心轴。电动百叶窗具有多样性、美观性，且结构优化，启动便捷，设计成本较低。此外，它的玻璃片图案美观，适用场合不受限制[2]。

2.2 方案要求及特点

方案要求。电源终端控制工作开展前，应制定合理的方案，然后在所制定的备选方案中优选适合的设计方案，确保所选方案能够满足基本的通信需要，且方案具有简单化特点，符合控制逻辑要求。

方案特点。可编程逻辑控制器的核心部件即微处理器。它以自动控制技术、通信技术、计算机技术为基础，通过技术融合获取发展空间。如今，它被成功设计为自动控制装置，并在相关行业广泛应用，取得了良好的应用效果。可编程逻辑控制器具有编程简单、控制效果显著、易拓展和配置灵活等特点。它的终端控制单元面板如图2所示。

图2 终端控制面板

3 具体设计

以PLC为基础设计电源终端控制系统，应围绕电磁兼容完成设计任务，并遵循可靠性设计原则，以此提高电磁终端控制实用性，确保电源系统稳定、安全运行。下面将重点阐述它的具体的设计分析。

3.1 电磁兼容设计

了解电磁兼容设计效果，能为分机的功能发挥起到基础性作用。实际设计过程中，应掌握设计重点。

信号屏蔽设计。通过光电隔离监督控制状态，引导ACU输入和输出。借助屏蔽线组织模拟信号传输，速度指令信号也会间接受到影响。这一信号组织同分量干扰时，往往利用差分放大器接口电器的辅助作用。

电源滤波设计。在适当位置增设铜膜板，能够有效消除静电耦合现象；适当增设变压器，能够实现电源隔离目标。为了避免应用电源滤波器进行电源干扰阻止，应调节相关数值，最终实现防干扰目标。

瞬态电压抑制。瞬态电压作为干扰主体，常用阻容吸收电路预防干扰。需注意，瞬态电压产生于直流接触器、直流继电器等设备的电流流通或者关闭过程。

接地设计。这项设计工作主要是为了减少噪声电压，尽可能削弱磁场影响。常用的防干扰措施主要为：安装功率地、数字地、弱信号地于电源分机电子设备内，之后对开关电路、多样电源、基础漆等部件独自引出地线，使其单点接地。此外，系统内部回路信号需有效隔离，以减少阻抗耦合现象。同时，还能降低信号回路现象发生机率，实现设备和系统间回路的顺利分离。在此期间，还应减少公共回路现象的发生。个别芯片的引脚有序连接，此时公共点应近距离接触信号源。

3.2 可靠性设计

一方面，合理分配可靠性指标。在这一过程中，构建合理的数学模型，应用特定公式计算得知可靠性指标。其中，电源分机由马达、ACU、电源、变压器、误差显示器、保护开关等组成。电源系统内增设可靠性指针于组成部分，能够实现可靠性分配目标。另一方面，提供可靠性保证措施。在此期间，应全面了解可靠性指标要求，并做好分机单元的预计工作，对比分析可靠性设计效果。分析设计数据可知，分机可靠性指标具有较高设计要求。只有强化可靠性设计，才能大大优化设计效果，提高电源终端控制系统应用率。

具体措施分析如下。优选适合的元器件，是保证可靠性设计工作持续推进的基础，对整体设计效果优化具有重要影响。选用进口组件能够全面优化可靠性指标，其中常用组件主要为电机、硬盘功能接口板、计算机主板、可控硅放大器和PLC等。关键组间选用进口产品能够提高集成度，且可靠性较高。优选元器件参数时，执行降额设计工作。如果系统要求的可靠性水平较低，这时应进行储备设计，借此提升设计可靠性。元器件性能与温度紧密联系，温度超过设定的数值，将会降低元器件的使用效果。因此，优化热设计能够合理掌握环境温度，增强其可靠性。具体地，可借助机壳引导热量疏散，优化布局结构，应用高效能元件，优化设计风道，减少电路热量，控制环境温度等。通过电压适当抑制、接地回路合理设计、屏蔽较弱信号等，完成电磁兼容的设计工作。

3.3 维修性设计

维修性设计的重要性不低于可靠性设计工作，不仅能够优化维修设计效果，增强产品适用性，还能优化产品质量。保证维修性设计，意味着将会逐渐加快维修速度，保证维修工作安全进行，且同步挺高了维修准确率。

3.4 其他设计

结构布局设计工作开展时，应制定设计目标，即确保维修人员工作的安全性和工作的便捷性。不同位置的导线应以差异颜色为区分依据，导线接头应隐蔽防护，同时合理布置指示灯位置，使其与水平视线保持同一水平。此外，应妥善隔离，以免因隔离不当导致操作人员受到伤害，从而全面保护维护员工的安全。电源控制器由信号电路、电源变换电路和微控制器等设备组成，在电机控制、位置检测等方面发挥着重要作用。因此，适时监控电机运行状态，合理控制其方向、速度和位置，能够起到保护电机的重要作用。另一角度来讲，这能高效解决电机监控不及时、监控失准等问题。

故障诊断设计工作开展时，合理设置测试点，以此监督电流反馈、测速反馈，全面了解状态逻辑下的故障指示情况。其中，状态逻辑检测工作细分为直流电源状态、马达过热状态、主交流接触器状态、天线开关状态和可控硅放大器工作状态等。各个状态的运行情况有指示灯提示。如果指示灯不断闪烁，则说明系统运行稳定性受到了影响，逻辑编程工作出现了故障。这时操作人员应及时了解故障发生的原因，在短时内确定故障点，以此缩短故障处理时间，优化故障处理效果。最后，通过巡检操作，将巡检结果显示于界面[3]。

4 结 论

综上所述，以PLC为基础探究电源终端控制设计工作，能使人们全面了解PLC——可编程逻辑控制器，在此基础上掌握终端控制原理，分析电磁兼容设计、可靠性设计、维修性设计、结构布局设计和故障诊断设计，为电源终端控制系统优化提供思路和实践指导，同时有利于丰富控制系统功能，不断优化系统设计效果，也能细分处理电源管理工作。电源有效分配能够提高电能资源利用率，避免电能资源闲置或者浪费。相关设计人员能够以此为鉴，参照理论基础进行深入探究，以全面提高系统信息利用率和系统工作效率。

参考文献：

[1] 蒋 秀.宽输入电压的智能配电终端电源设计[J].电气应用，2016，35（15）：34-37.

[2] 张 凯，杜 云.基于PLC的电源终端控制设计[J].电子设计工程，2014，22（23）：84-86.

[3] 朱吉然，唐海国，龚汉阳.配电自动化终端后备电源选型探讨[J].供用电，2014，31（5）：64-69.