PLC技術和PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計

郭振慧 楊清林

摘 要：隨著科技的進步，多種多樣的新技術應用于各個領域。電氣自動化控制系統(tǒng)是截止到現(xiàn)在人們普遍關心的焦點問題之一。就傳統(tǒng)的電氣自動化控制系統(tǒng)而言，需要多種連接線才能實現(xiàn)設備的連接和處理，這一過程極大地損耗了人力物力資源，同時也增加了資本的投入成本，給管理帶來了麻煩。定期維護連接線，預防解決各種突發(fā)故障，諸如線路短路等，給系統(tǒng)本身的正常運行增加了難度，還一定程度上地影響了生產(chǎn)效率。

關鍵詞：PLC技術；電氣自動化控制系統(tǒng)；現(xiàn)狀；優(yōu)化

引言

時代的進步促進了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，以此同時，對于工業(yè)發(fā)展過程中的生產(chǎn)設備也進行了技術化設計，人們可以通過對生產(chǎn)設備進行有效控制來進行工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)。然而，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中生產(chǎn)設備的自動化控制是工業(yè)發(fā)展水平提高的重要表現(xiàn)之一。工業(yè)發(fā)展過程中，很多生產(chǎn)車間中的生產(chǎn)設備都安裝有用數(shù)字編程進行控制的自動化系統(tǒng)，舉例來說，在有關大型企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展中，由于生產(chǎn)的產(chǎn)品的要求技術水平比較高，往往需要大型的生產(chǎn)設備，這時在大型生產(chǎn)設備中安裝PLC的自動化控制系統(tǒng)就變得尤為重要。

1 PLC現(xiàn)狀分析

PLC的全稱是可編程邏輯控制器。通俗地說，它就是一臺簡單的特殊電子計算機。它可以在特殊的工業(yè)環(huán)境下使用，即使是條件十分惡劣的環(huán)境，它也可以控制很多執(zhí)行設備。其內(nèi)部的存儲設備是可編程的，預先準備好的控制程序代碼存入存儲設備，就可以令其根據(jù)條件的變化，執(zhí)行相應的命令，根據(jù)其輸出的數(shù)字或者模擬信號來區(qū)分指令進而實現(xiàn)對不同設備的控制。

2 PLC技術和PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計

2.1PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計

PLC控制系統(tǒng)每一個被控制對象都有基本工藝要求，為了更好的實現(xiàn)這一要求，可以對其進行優(yōu)化設計，PLC自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計進程中，在符合生產(chǎn)工藝要求的前提下，需要遵循優(yōu)化設計原則：（1）優(yōu)化設計要遵循的最基本原則是要盡可能地滿足被控制對象的基本工藝要求。這一原則要求預先詳細了解控制系統(tǒng)的基本用途和重要應用環(huán)境，廣泛收集相關資料并對其進行歸納整理。依靠這些數(shù)據(jù)反饋，與專業(yè)的設計人員溝通出一套科學合理的優(yōu)化設計方案。除此之外，還要協(xié)調(diào)好各方面關系，對設計中出現(xiàn)的問題做到及時解決。（2）最大限度的優(yōu)化設計方案需要確保PLC自動化控制系統(tǒng)能正常使用其基本功能，尋找設計與效果之間的平衡點，從經(jīng)濟角度，確保方案合理，便于操作執(zhí)行。（3）安全、可靠是優(yōu)化設計控制系統(tǒng)中需要遵循的主線。這一原則要求確保系統(tǒng)的使用安全和可靠是提升PLC自動化控制系統(tǒng)效率和質(zhì)量的前提條件。（4）堅持從實際出發(fā)，確保PLC容量合理。優(yōu)化設計自動化控制系需結合多種工藝、改進生產(chǎn)路線，其目的在于提升生產(chǎn)效率。

2.2PLC技術

PLC技術的全稱是可編程控制器，它是基于計算機技術開發(fā)出來的一項新技術。在電氣自動化控制領域里，一種專業(yè)的自動化控制器也應運而生這種控制器在電子自動化生產(chǎn)中占有重要地位，其產(chǎn)品性能也在不斷的優(yōu)化發(fā)展?，F(xiàn)在的PLC技術基于原來的基礎不斷的發(fā)展，并發(fā)生了變化，我們依舊稱呼它為PLC技術。運行相關程序，借助于相關軟件，用戶的各種需求都能得到滿足。根據(jù)提前輸入好的編碼，依照順序和指令代碼，運行程序，實現(xiàn)電氣自動化控制的目標。一般說來，處理器要執(zhí)行一個接一個的命令，循環(huán)往復。這種電氣自動化控制系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)來說，有兩大優(yōu)勢。（1）連接線的數(shù)量較少。PLC控制系統(tǒng)輸入、輸出端需要連接線，其它的是不需要連接實際線路的。相關的軟件之間的連接就可以保障系統(tǒng)的運行。（2）不需要隨時調(diào)整和變化程序，因為PLC系統(tǒng)中獲取信息、處理信息和存儲信息都有固定的運行程序。PLC自動化控制系統(tǒng)運行內(nèi)部包含四大結構：即電源、處理器、存儲器和相應的功能處理模塊。系統(tǒng)的順利運行得益于每個組件的相互配合。控制系統(tǒng)是基于電源組件來控制其它模塊的。因此，電源組件在控制系統(tǒng)中起著十分重要的作用。控制系統(tǒng)的核心位置被處理器占據(jù)著，該模塊有著相當強悍的數(shù)據(jù)處理功能，它可以轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)之間的信息。在電氣自動化控制環(huán)境趨于復雜化的背景下，只有實現(xiàn)功能模塊和系統(tǒng)組件的良好配合，才能實現(xiàn)自動化控制。

3 PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設計注意事項

3.1增強系統(tǒng)的可靠性

有諸多因素都可以影響到PLC自動控制系統(tǒng)的可靠性，比如PLC自動控制系統(tǒng)本身的質(zhì)量好壞，周圍電路的干擾的強弱、硬件設計的達標與否，軟件的設計符合規(guī)范與否、PLC系統(tǒng)周圍環(huán)境。溫度在零度以上，五十五度以下，濕度在百分之三十五以上，百分之八十以下的工作環(huán)境下，PLC原件及控制系統(tǒng)可正常運轉(zhuǎn)，且使用壽命較長。若軍工出產(chǎn)的PLC自動控制系統(tǒng)則能夠在濕度和溫度條件更惡劣的環(huán)境下，也能保證正常運行。

3.2增強抗干擾能力

添加隔離變壓器。其位置設在PLC控制系統(tǒng)的電源處，并做好接地處理，這樣一來，可以有效減輕電流流過電源線所產(chǎn)生的電流干擾。此外，為減輕信號的干擾強度，可以在隔離變壓器的前方增設一個濾波器。并聯(lián)浪涌，抑制感性負載。在電路中，電感性負載可以存儲能量。PLC電路中的感性觸電短路引發(fā)感性負載周圍釋放大量電能，進而引發(fā)電弧現(xiàn)象。若電弧小，會干擾電路，相反則很可能損毀電子元件。在PLC電路中，感性負載兩端并聯(lián)浪涌可以抑制感性負載造成的干擾或破壞。選擇接地方式。PLC系統(tǒng)若接地良好，可以有效地抵抗電路中的電磁干擾，即使電壓產(chǎn)生波動時，也可以有效減輕PLC控制系統(tǒng)因電壓沖擊造成的電路損害程度。依據(jù)PLC控制系統(tǒng)的類型，選擇并聯(lián)接地或一點接地兩種不同的接地方式。以此來免遭電磁干擾，削弱電壓沖擊的破壞力。選擇不同的電纜線路。PLC自動控制系統(tǒng)周圍的電路系統(tǒng)中，電流流過電線時會有電感和電容產(chǎn)生，這也是造成信號干擾的一部分原因，為削弱其干擾性，交流電路、直流電路要選擇不同的電纜路線。

4 PLC自動化控制系統(tǒng)的相關設備選擇

PLC針對的是工業(yè)生產(chǎn)中對生產(chǎn)設備的外部系統(tǒng)進行有效控制，它可以通過對生產(chǎn)設備的自動化控制來進行工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)，從而它生產(chǎn)的產(chǎn)品也實現(xiàn)了精準化的要求，生產(chǎn)的產(chǎn)品也變得越來越受到歡迎。然而生產(chǎn)設備的種類也是不盡相同的，所以我們要根據(jù)生產(chǎn)設備的實際情況以及我們對于生產(chǎn)設備所要求的數(shù)量進行合理選擇，我們也可以依據(jù)生產(chǎn)設備廠家平時積累起來的信譽以及他們的售后質(zhì)量來進行綜合考量，最后，我們要選擇物美價廉的PLC自動化控制系統(tǒng)。

4.1根據(jù)相關設備的設計要求，來規(guī)定點數(shù)的不同類型

需要進行自動化控制的生產(chǎn)設備的復雜程度以及所應用的生產(chǎn)工藝都直接決定著PLC自動化控制系統(tǒng)的點數(shù)。所以我們在進行PLC自動化控制系統(tǒng)的安裝時，我們可以根據(jù)工業(yè)發(fā)展生產(chǎn)中所需要的達到的程度來進行合理化的選擇，因為生產(chǎn)設備所要求的控制不同，所以我們可以進行不同材料的設計選擇。

4.2進行適度的自動化控制系統(tǒng)選擇

由于PLC自動化控制系統(tǒng)所達到的要求以及控制程度的不同，所以對于PLC自動化控制系統(tǒng)的系統(tǒng)編程也是各不相同的，越加復雜的系統(tǒng)編程所達到的控制系統(tǒng)要求就越高。

結束語

PLC是專門為在工業(yè)環(huán)境中使用而設計的電子操作系統(tǒng)。一般情況下，它可以在沒有保護手段的情況下正常運行。若工作環(huán)境過于苛刻或電磁干擾十分強烈的情況下，程序的運行就會出錯，設備出現(xiàn)故障甚至影響整個系統(tǒng)。因此，PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性的提高勢在必行。另外，在設計、安裝和使用維護階段，如何增強PLC控制系統(tǒng)的抗干擾能力也需多加注意?；诖?，優(yōu)化設計PLC自動化控制系統(tǒng)是相當重要的舉措

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（作者單位：1.濟南職業(yè)學院電子工程學院；

2.濟南職業(yè)學院電子工程學院）