淺談PLC系統(tǒng)設(shè)計方法

張廣晨（曲阜師范大學　工學院,山東　日照　276826）

淺談PLC系統(tǒng)設(shè)計方法

張廣晨
（曲阜師范大學工學院,山東日照276826）

摘要：PLC應(yīng)用越來越廣泛的今天，如何更加高效的應(yīng)用PLC系統(tǒng)為生產(chǎn)建設(shè)起到作用還有許多值得探討的問題。也必須要認識到很多人對于PLC還存在一定的懷疑態(tài)度，對于PLC的認識還簡單。所以本文也就簡要的針對PLC系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢，PLC系統(tǒng)設(shè)計必須要注意的問題，PLC系統(tǒng)設(shè)計的一些內(nèi)容和步驟都進行了簡要的探討和分析，也就PLC技術(shù)的未來發(fā)展做了簡要的探討。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)設(shè)計；PLC應(yīng)用；設(shè)計原則；PLC硬件

0　前言

PLC作為工業(yè)控制設(shè)備中最主要的一種，其發(fā)展一直受到很多人關(guān)注。而要實現(xiàn)PLC的高效利用就離不開PLC的系統(tǒng)設(shè)計，PLC系統(tǒng)設(shè)計看似復雜實際上只需要根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計原則，設(shè)計步驟，結(jié)合經(jīng)濟性考慮就能夠滿足基本的應(yīng)用控制要求。但也必須要認識到PLC應(yīng)用的優(yōu)勢和特點，才能夠更好地利用其優(yōu)點進行有效的設(shè)計。

1　PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢

（1）自動化。應(yīng)用PLC控制就能夠有效的提升生產(chǎn)的自動化，利用PLC系統(tǒng)控制來控制生產(chǎn)工藝流程，人工僅僅需要發(fā)出信號，整個生產(chǎn)系統(tǒng)就自動運行，從生產(chǎn)流程一個周期的開始到一個流程的結(jié)束都不需要人工的再干預(yù)，減少人為導致的質(zhì)量差異，減少人工參與的不確定性也增加了生產(chǎn)行車作業(yè)的安全性。

（2）高效數(shù)字化。PLC系統(tǒng)控制就實現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)的數(shù)字化，通過系統(tǒng)控制的方式，準確掌握系統(tǒng)運行情況，將電鍍生產(chǎn)進行數(shù)字化的覆蓋，也生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要體現(xiàn)。也利于生產(chǎn)水平提升，在進行PLC設(shè)計應(yīng)用過程中還能夠?qū)吓f設(shè)備進行一定的改造利于技術(shù)進步，便于生產(chǎn)效率的提升。

（3）智能化。PLC本身具備智能化的功能，一旦提升了生產(chǎn)的智能化，就從很大程度上提升了生產(chǎn)的質(zhì)量，智能化的操作，能夠最大程度上解放人力，最大可能性的減少生產(chǎn)成本，增強生產(chǎn)產(chǎn)品的科技含量。

（4）可拓展性。PLC本身具備較強的拓展性，能夠適應(yīng)各種不同的需求，哪怕就是統(tǒng)一生產(chǎn)工廠不同的生產(chǎn)產(chǎn)品而言，PLC都能夠靈活的應(yīng)用，適應(yīng)各種不同的復雜條件，應(yīng)對各種不同的需求，滿足控制傳輸、數(shù)據(jù)處理等眾多的功能。并且在生產(chǎn)進行擴展時PLC也能夠進行擴展。

（5）安全性。全面應(yīng)用PLC能夠在很大程度上提升生產(chǎn)的安全性，由于減少了人工參與，在很多復雜工藝流程中實現(xiàn)全面的自動控制就能夠減少可能存在的生產(chǎn)安全風險，實現(xiàn)安全、高效的現(xiàn)代化生產(chǎn)。

2　PLC系統(tǒng)設(shè)計必須要注意的問題

（1）滿足需求。在PLC系統(tǒng)設(shè)計時必須要最大限度、最經(jīng)濟的發(fā)揮其性能，并在發(fā)揮有效性能的同時滿足生產(chǎn)需要的各種功能，確保控制主體能夠便捷的進行被控制設(shè)備的控制，“滿足需求”是PLC系統(tǒng)設(shè)計的第一準則。

（2）系統(tǒng)安全性。PLC系統(tǒng)設(shè)計也必須要滿足長期穩(wěn)定使用的需求，必須要確保系統(tǒng)的安全性，因為PLC系統(tǒng)直接控制著各種設(shè)備，在自動化運行的條件下絕對不能夠出現(xiàn)原則性的信號錯誤，導致設(shè)備誤操作造成損失。所以安全性設(shè)計原則是確保系統(tǒng)順利使用的必要因素。

（3）經(jīng)濟性和便捷性。PLC設(shè)備品種眾多，相關(guān)的附屬設(shè)備、損耗材料質(zhì)量都有不同，所能夠承受的使用條件也不同，進行PLC系統(tǒng)設(shè)計時必須要注意到不能夠浪費也不能夠故意偷工減料。選擇最經(jīng)濟合適的設(shè)備、材料，并考慮后續(xù)維護維修的成本經(jīng)濟性，才能夠更好地延長PLC使用壽命，從而獲得更大的經(jīng)濟價值。

（4）適應(yīng)性需求。PLC技術(shù)在不斷地發(fā)展、不同的生產(chǎn)技術(shù)也在不斷地發(fā)展，所以進行PLC系統(tǒng)設(shè)計時必須要考慮發(fā)展適應(yīng)性的需求，考慮到未來發(fā)展的系統(tǒng)可擴展性，預(yù)留相應(yīng)的擴展空間，一方面能夠便捷的增減系統(tǒng)功能，一方面也是未來拓展應(yīng)用。

3　系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容和步驟

（1）內(nèi)容和步驟。PLC系統(tǒng)設(shè)計主要是包括八個部分：1）PLC系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)條件，根據(jù)技術(shù)條件才能夠確定后續(xù)的使用；2）PLC系統(tǒng)需要控制的相應(yīng)設(shè)備，必須要考慮到實際控制的需求，把所有需要進行控制的設(shè)備都納入到設(shè)計范圍；3）PLC設(shè)備的選擇，因為PLC是整個系統(tǒng)的核心，所以必須要考慮經(jīng)濟性的同時認真考慮其功能是否滿足需求；4）編制PLC的I/O分配表，繪制輸入I/O端子接線圖；5）編寫軟件的規(guī)格說明書，結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計的實際需求再選擇合適的語言來編寫軟件系統(tǒng)；6）對用戶界面進行人性化的考慮，確保用戶使用過程的便捷高效；7）相應(yīng)操作臺的設(shè)計，以及電氣設(shè)備的安裝調(diào)試；8）最后就是必須要編寫說明書。

（2）硬件部分。首先就是PLC的選擇，PLC才是系統(tǒng)的核心部分，具體選擇機型時考慮其是否滿足需求時也要考慮其結(jié)構(gòu)，一般來說分為整體式和模塊式的PLC，根據(jù)不同的使用需求選擇不同的結(jié)構(gòu)，其次，根據(jù)不同的生產(chǎn)需求選擇功能相當?shù)脑O(shè)備，不需要過高的追求功能的完善。企業(yè)如果進行大規(guī)模的自動化生產(chǎn)，PLC選擇時必須要考慮統(tǒng)一，企業(yè)應(yīng)用的設(shè)備統(tǒng)一也便于后續(xù)的維修維護。而后就是要進行I/O的確定，確定I/O點數(shù)量，也需要對相關(guān)的開關(guān)量、模擬量、特殊功能以及智能式進行確定和考慮。然后選擇儲存設(shè)備，存儲器的大小根據(jù)實際需求進行選擇，一般要有預(yù)留一方特殊情況發(fā)生，通常做法是預(yù)留25%的儲存余量。最后就是選擇編程器和相關(guān)的外部設(shè)備。

（3）軟件部分。編程一般選擇“圖解法”進行，通過圖的形式來直觀的表現(xiàn)所需要的控制功能，圖解法是靠畫圖進行PLC程序設(shè)計。常見的主要有梯形圖法、邏輯流程圖法、時序流程圖法和步進順控法。利用不同圖解法的好處就是直觀，便于發(fā)現(xiàn)錯誤，便于完善以及修改。當然也有“經(jīng)驗編程”，通過比對和借鑒相似程序來進行軟件的設(shè)計。計算機輔助設(shè)計同樣也可以應(yīng)用到PLC編程中。

4　發(fā)展

PLC未來應(yīng)用空間廣闊，但是也應(yīng)該朝著小型化，高效化發(fā)展；并且未來PLC的特殊條件適應(yīng)性也應(yīng)該得到增強，從而更好地去適應(yīng)一些特殊生產(chǎn)條件以及一些惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，提升設(shè)備在這些不利條件下的可靠性。只有這樣PLC未來的能夠起到的作用才會越來越多的展現(xiàn)出來。

5　結(jié)束語

通過本文的探討人為PLC系統(tǒng)設(shè)計只要遵循一定的原則，認清其優(yōu)勢，充分發(fā)揮其優(yōu)勢就能夠更好的為生產(chǎn)帶來有益作用。當然未來PLC的應(yīng)用還有很多值得探討的問題，需要在以后的工作中不斷地發(fā)現(xiàn)，更加深入的研究學習。

參考文獻：

[1]韓以倫,崔云龍,張光光.多刀可傾式鉤刺裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].科技信息,2012(33).

[2]何早紅,劉向陽.控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展[J].湘潭師范學院學報(自然科學版),2014(02).

[3]黃世梅,傅金枝.自動切塊成型機控制系統(tǒng)的通信技術(shù)[J].實驗室研究與探索,2010(04).

[4]楊仲睿.基于模糊理論的主蒸汽溫度PID控制系統(tǒng)的研究[J].科技信息,2012(24).