工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

張金輝 張晨蕾

【摘要】隨著我國(guó)科技的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)也取得了顯著的進(jìn)步，其中，通過PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的提升效果明顯。如何設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)，對(duì)于保證工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)有重要意義。本文主要探討了工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn);PLC控制系統(tǒng);設(shè)計(jì)

PLC技術(shù)目前在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中應(yīng)用廣泛，并且取得了顯著的效果。微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)是PLC技術(shù)的核心，通過有效利用這兩種技術(shù)，可以保證PLC技術(shù)的高效功能。

1.PLC控制系統(tǒng)概述

目前我國(guó)工業(yè)發(fā)展迅速，相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)也隨著有明顯進(jìn)步。PLC（Programmabie Logic Controller）技術(shù)開始廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，且效果顯著。在我國(guó)來說，目前PLC技術(shù)主要包括以下兩個(gè)方面，第一是向工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中輸送所采樣的數(shù)據(jù)，第二是自動(dòng)整合接收的數(shù)據(jù)，將整理好的數(shù)據(jù)編輯到程序當(dāng)中。在運(yùn)行PCL技術(shù)時(shí)，要求工作人員在操作時(shí)嚴(yán)格遵照運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，正確進(jìn)行邏輯運(yùn)算，嚴(yán)格執(zhí)行掃描，整理，收集信息全部過程，保證所得到的結(jié)果未超過正常。后續(xù)進(jìn)行檢驗(yàn)，確認(rèn)所得的數(shù)據(jù)無錯(cuò)誤，將結(jié)果存入存儲(chǔ)器，進(jìn)行后續(xù)自動(dòng)化技術(shù)輸出[1]。

在選擇PLC控制系統(tǒng)時(shí)，需要注意以下事項(xiàng)：（1）系統(tǒng)需要較多的IQ點(diǎn)數(shù)，彼此之間密切相連，難以控制;（2）系統(tǒng)的生產(chǎn)流程不穩(wěn)定，變數(shù)大，需要隨時(shí)調(diào)控輸入，輸出控制量;（3）控制設(shè)備需要安裝到體積較小的系統(tǒng)設(shè)備中;（4）定時(shí)方式多樣，運(yùn)算的邏輯復(fù)雜;（5）需要聯(lián)系其他通信設(shè)備：（6）對(duì)控制系統(tǒng)的要求較高，要求其處于現(xiàn)場(chǎng)中。

2.如何優(yōu)化工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

2.1順應(yīng)PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)

順應(yīng)PLC控制系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中可以達(dá)到的每種效應(yīng)，并對(duì)控制系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行優(yōu)化，將該系統(tǒng)與實(shí)際的生產(chǎn)需求相結(jié)合，從整體提升PLC控制系統(tǒng)的質(zhì)量，保證可以全程集中監(jiān)測(cè)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)，促進(jìn)企業(yè)的自動(dòng)化和信息化生產(chǎn)[2]。

2.2優(yōu)化PLC控制系統(tǒng)的安裝環(huán)境和安裝位置

對(duì)系統(tǒng)的安裝環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，所選擇的安裝環(huán)境切忌在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中，除此之外，安裝的位置保證足夠安靜，沒有震動(dòng)，還需要注意安裝在陽光難以照射的暗處，溫度維持在0-55℃之間，濕度維持在35%-85%之間。在選擇最佳位置安裝好后，還要注意安裝好防水防塵裝置。垂直安裝CPU和擴(kuò)展單元時(shí)注意散熱[3]。

2.3處理好PLC控制系統(tǒng)的外部干擾因素

在安裝PLC系統(tǒng)前，首先要對(duì)安裝環(huán)境進(jìn)行密切考核，具體的觀察指標(biāo)包括感染系數(shù)，電波干擾，輸入信號(hào)干擾，電磁接觸器干擾和接地干擾等。為了有效降低在安裝后各種因素對(duì)控制系統(tǒng)的干擾，可以為PLC控制系統(tǒng)安裝隔離變壓器，獨(dú)立接地設(shè)備和穩(wěn)壓器等。

2.4 電氣系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，要建立標(biāo)準(zhǔn)化，模塊化的理念。

在系統(tǒng)規(guī)劃期間，將系統(tǒng)劃分為功能單元是重要一步，可以進(jìn)一步將這些功能單元細(xì)分為單個(gè)模塊，設(shè)計(jì)單個(gè)模塊時(shí)應(yīng)注意使用模塊化結(jié)構(gòu)，因?yàn)閱蝹€(gè)模塊可以更容易地重復(fù)使用，并且為模板可視化創(chuàng)建統(tǒng)一的操作和顯示。

在電氣設(shè)計(jì)期間，電氣規(guī)劃應(yīng)定義要使用的硬件和信號(hào)接線的標(biāo)準(zhǔn)，可以將項(xiàng)目中的模板、IO的接線、站點(diǎn)之間的連接、對(duì)應(yīng)符號(hào)名稱等信息設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)化的元素，這些內(nèi)容設(shè)計(jì)出來，都可以在后期PLC程序編制階段或者不同的系統(tǒng)中被復(fù)制、重復(fù)利用的。

在PLC程序編制期間，可重復(fù)利用的程序、畫面甚至整個(gè)系統(tǒng)，都可以生成標(biāo)準(zhǔn)的庫，這些庫元素，可以在不同的系統(tǒng)中被重復(fù)利用的，并且具備版本管理的功能。如果所有的系統(tǒng)都應(yīng)用這些標(biāo)準(zhǔn)化的元素，就節(jié)省了大量的需要重復(fù)性開發(fā)的工作量。這些標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)元素的開發(fā)，也是后期標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

2.5軟件系統(tǒng)

為了保證在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中高效應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，使其可以更好的完成PLC的軟件編制工作。為了保證軟件編制系統(tǒng)較高的準(zhǔn)確性，編程應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化的理念，可以分以下幾個(gè)方面：

1.易讀性方面，變量和功能塊名稱有統(tǒng)一的命名規(guī)則。為統(tǒng)一編程提供了一套協(xié)調(diào)的規(guī)則，使程序更加統(tǒng)一，更易于閱讀理解和測(cè)試。

2.靈活性方面，程序采用統(tǒng)一的編程規(guī)則，模塊接口，通信接口，數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)保留等，可以通過模塊界面輕松交換數(shù)據(jù)，防止了無意的錯(cuò)誤連接，程序易于擴(kuò)展和維護(hù)。

3.重復(fù)性方面，程序使用多重背景和全局?jǐn)?shù)據(jù)，以及程序庫。經(jīng)常使用的對(duì)象可以創(chuàng)建一次，測(cè)試并在庫中作為標(biāo)準(zhǔn)保存，以便重用于其他系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)高參數(shù)化（參數(shù)傳輸?shù)浇涌冢?，高度可重用性（庫文件），集中可變性（庫文件）?/p>

4.維護(hù)的角度，程序里應(yīng)采用推薦的編程方式和注釋，編程語言中SCL類似于高級(jí)語言，適用于復(fù)雜算法、數(shù)據(jù)處理，LAD/FBD適用于邏輯處理，易于程序診斷，GRAPH善于處理順序控制。具體使用中，各種語言盡量用其優(yōu)點(diǎn)。

3.小結(jié)

在21世紀(jì)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展迅速，在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用了PLC控制系統(tǒng)，為了保證系統(tǒng)可以最大限度發(fā)揮自身效用，需要對(duì)開發(fā)者綜合素質(zhì)不斷進(jìn)行提高。采用優(yōu)化的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)最大限度地減少程序創(chuàng)建和調(diào)試工作，簡(jiǎn)化診斷和故障排除，提高工程效率。

參考文獻(xiàn)

[1]劉友軍.在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法探究[J].通信電源技術(shù)，2020，37（2）：236-237.

[2]陳曉玲，李楠，鄧媞.工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)李聯(lián)軍.在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法[J].大觀周刊，2012，（12）：143-144.品，2019，（14）：7-8.

[3]張嘎.工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2018，36（3）：12-13.