PLC自動(dòng)化控系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案探究

1、PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探究 -設(shè)計(jì)論文PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)探究袁傳信（馬鞍山職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系，安徽馬鞍山243000 ）摘 要：科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得各種新的技術(shù)系統(tǒng)層出不窮，并在各個(gè) 領(lǐng)域都發(fā)揮了重要的作用，其中目前人們熱議的一個(gè)話題就是電氣自動(dòng)化控制系 統(tǒng)，它對(duì)于提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展具有重要性意義， 但是就一些傳統(tǒng) 的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)來說，其連接和處理需要采用很多的連接線才能夠?qū)崿F(xiàn)， 這不僅使得系統(tǒng)的建立需要消耗很多的人力、 物力、財(cái)力，而且不利于統(tǒng)一管理， 高效維護(hù)，各種故障短路等問題一直阻礙著系統(tǒng)的正常工作運(yùn)行，給生產(chǎn)效率帶來了影響近年來，基于電氣自動(dòng)

2、化控制化技術(shù)以及先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)基礎(chǔ) 之上發(fā)展而來的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)也得到了迅速的發(fā)展，并積極運(yùn)用于很多 的領(lǐng)域，并在其中充當(dāng)著重要的角色在這種背景下，對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng) 優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義關(guān)鍵詞：PLC;自動(dòng)化控制系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；探究中圖分類號(hào)：TP273文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-260X（2015）01-0058-02工業(yè)自動(dòng)化的水水平是衡量一個(gè)國家生產(chǎn)發(fā)展、生產(chǎn)力發(fā)展水平的一個(gè)重要指標(biāo)，它對(duì)于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用，電氣自動(dòng)化作為工業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)重要組成部分，因此電氣自動(dòng)化技術(shù)也是我們必須予以重視的關(guān)鍵技術(shù)之 一 而基于可編程控制器基

3、礎(chǔ)上的 PLC技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展不僅大大提高了當(dāng)然的電氣自動(dòng)化控制水平，更是克服了以往控制系統(tǒng)的很多缺點(diǎn)， 解決了很多技術(shù)上的難題，帶來了很大的便利，具有非常好的應(yīng)用前景，值得推廣和應(yīng)用為了更好的加強(qiáng)對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的了解，更好的發(fā)揮 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的 積極作用，本文也從PLC技術(shù)和PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本論述出發(fā)， 對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容進(jìn)行了分析，希望給讀者一定的 啟示1 PLC技術(shù)和PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本論述1.1 PLC技術(shù)我們常說的PLC技術(shù)，其實(shí)是可編程控制器的一種簡(jiǎn)稱，它是在計(jì)算機(jī)技術(shù) 基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種新技術(shù)，本身其實(shí)也是

4、計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種表現(xiàn)，但是這種 技術(shù)卻為當(dāng)前的電子自動(dòng)化生產(chǎn)創(chuàng)造出了一種專業(yè)性很強(qiáng)的自動(dòng)化的控制器，并且日趨成熟，在電氣自動(dòng)化控制中得到了不斷地應(yīng)用 盡管當(dāng)前的PLC技術(shù)在原 來的基礎(chǔ)上得到了很大程度的發(fā)展和改變，但是我們?nèi)詫⑵涠x為PLC.在一定的運(yùn)行程序下，根據(jù)用戶的不同需求，并通過相關(guān)的軟件進(jìn)行控制，按照既定的 命令和順序進(jìn)行處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于電氣自動(dòng)化的控制一般情況下，處理器在執(zhí)行了一條又一條命令程序中徘徊相比傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，PLC控制 系統(tǒng)具有非常少的接線量，除了系統(tǒng)的輸入、輸出端需要進(jìn)行接線以外，其他的 線路一般都是不需要實(shí)際的線路進(jìn)行連接的，而是僅僅通過相關(guān)的軟件進(jìn)行連

5、接 另外這種系統(tǒng)所涉及到的信息獲取、處理和存儲(chǔ)都是按照既定的程序進(jìn)行的，一 般情況下是不需要進(jìn)行調(diào)整和變化的.和普通的計(jì)算機(jī)相比，PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也包括電源、處理器、 存儲(chǔ)器以及相應(yīng)的功能處理模塊，每一個(gè)組成部分都是系統(tǒng)得以運(yùn)行的基礎(chǔ)， 都 對(duì)PLC的作用發(fā)揮十分關(guān)鍵.其中的電源組件更是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它更是關(guān)鍵中的關(guān)鍵，一旦電源不能夠正常工作，其他的一切功能都難以實(shí)現(xiàn).另外處理器是系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理和相應(yīng)信息的轉(zhuǎn)化， 它對(duì)于系統(tǒng)的作用主要 體現(xiàn)在其強(qiáng)大的處理功能上.在復(fù)雜的電氣自動(dòng)化的控制環(huán)境下，個(gè)功能模塊以 及系統(tǒng)組件的相互作用、相互配合是進(jìn)行自動(dòng)化控制的重要保證

6、.1.2 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本論述對(duì)于PLC控制系統(tǒng)來說，每一種控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)都是為了滿足被控制對(duì)象的基本工藝要求，都是為了更好的提高自動(dòng)化控制水平和生產(chǎn)的質(zhì)量和效率.但是在PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，除了要按照一定的生產(chǎn)工藝要求 以外，還應(yīng)遵循一定的優(yōu)化設(shè)計(jì)原則，以下將作簡(jiǎn)單的分析 （1）要最大限度的滿足被控制對(duì)象的基本工藝要求，這是優(yōu)化設(shè)計(jì)的最基 本原則在對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)之前，應(yīng)該對(duì)于控制系統(tǒng)的基本用途和重要應(yīng)用環(huán)境等進(jìn)行必要的調(diào)查研究，并且搜集和整理相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，通 過這些準(zhǔn)備工作與專業(yè)的設(shè)計(jì)人員形成一份詳細(xì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案， 同時(shí)還要協(xié)同 各方

7、面關(guān)系，積極解決設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題（2）在不影響PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)基本使用功能的前提下，要盡可能的對(duì) 于優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，力求以更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)達(dá)到最佳的控制效果， 從而實(shí)現(xiàn) 既經(jīng)濟(jì)合理又簡(jiǎn)單方便的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案.（3 ）在控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過程中，還應(yīng)該始終保證安全、可靠這一條設(shè) 計(jì)主線，保證PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)效率和質(zhì)量不斷提升的過程中，還應(yīng)該努力 保證系統(tǒng)的使用安全和可靠.（4）PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要目的就是提高生產(chǎn)效率，這個(gè)過程需要伴隨著很多工藝和生產(chǎn)路線的的改進(jìn)，其中在PLC容量的選擇過程中, 應(yīng)該堅(jiān)持和實(shí)際緊密聯(lián)系在一起，合理確定容量，應(yīng)該留有適當(dāng)?shù)挠嗟匾驯蝗展?優(yōu)化

8、改造使用.2 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)2.1 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)是自動(dòng)化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是保證PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要組成部分，硬件設(shè)計(jì)主要包括輸入電路設(shè)計(jì)和 輸出電路設(shè)計(jì)以及抗干擾設(shè)計(jì)三個(gè)部分，以下也將作簡(jiǎn)單的論述和分析.2.1.1 PLC控制系統(tǒng)的輸入電路設(shè)計(jì)分析對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的輸入電源來說，供電電源的電壓一般是AC85-240V，這種供電電源的適應(yīng)范圍比較廣，因此應(yīng)用也比較多.而為了更好的減少外界環(huán)境對(duì)于電源的干擾，我們應(yīng)該在電源上面安裝必要的電源凈化原 件，其中最主要的則是電源濾波器以及隔離變壓器.而在隔離變壓器的

9、使用過程中，我們可以引入雙層隔離技術(shù)，這樣可以通過屏蔽層的減少高低頻脈沖干擾.對(duì)于輸入電路的設(shè)計(jì)，一般采用 DC 24 V的輸入電源，但是如果電源帶有負(fù)載 時(shí)，一定要注重電源的容量，同時(shí)要做好電源的短路防護(hù)的準(zhǔn)備工作，這對(duì)于保障系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行是非常重要的.另外，一般情況下輸入電源的容量是輸入 功率的兩倍以上，在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該在電源之路或是適當(dāng)位置安裝專門的熔絲來保 證電路的安全.2.1.2 PLC控制系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計(jì)在輸出電路設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)該根據(jù)基本的生產(chǎn)工藝要求，做好相關(guān)的電路設(shè) 計(jì)準(zhǔn)備工作，其中的輸出電路所需要的各種指示燈以及變頻器的控制和調(diào)速應(yīng)該 使用晶體管進(jìn)行輸出，特別是頻率過高的

10、PLC控制系統(tǒng)更是需要晶體管作為支撐.而當(dāng)頻率過低時(shí)，我們則首選繼電器作為輸出，不僅設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，而且也可以 提升系統(tǒng)的負(fù)載能力另外對(duì)于一些帶有輸出帶電磁線圈的輸出電路來說，為了 防止浪涌電流的沖擊，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該在直流感性負(fù)載的旁邊接上續(xù)流二極管，它可以吸收浪涌電流，達(dá)到有效保護(hù) PLC的目的.2.1.3 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷加深，如何更好的降低外界因 素對(duì)于PLC的干擾，已經(jīng)成為了優(yōu)化設(shè)計(jì)PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要內(nèi)容.目前 晶閘管以及變頻調(diào)速設(shè)置的廣泛應(yīng)用在帶來系統(tǒng)功能不斷強(qiáng)化同時(shí)，也帶來了更多的污染以及相關(guān)干擾問題，而控制系統(tǒng)的防干擾設(shè)計(jì)也是我們

11、優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)必須 解決的問題.對(duì)于PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)，一般主要采用以下三種抗干擾方 式.一是隔離，隔離是解決干擾的最直接方式.由于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的高 頻干擾都是由于原副邊繞組之間的分布電容耦合而成的，因此我們可以直接采用1:1的超隔離變壓器對(duì)于高頻干擾進(jìn)行隔離，以此來達(dá)到抗干擾的目的；二是屏 蔽，屏蔽是阻斷干擾源傳播的抗干擾方式.對(duì)于PLC控制系統(tǒng)來說，可以將其直 接置于金屬柜之中，金屬柜可以對(duì)靜電和磁場(chǎng)起到很好的屏蔽作用；三是布線， 這是分散干擾的重要方式，比如將原來的強(qiáng)電動(dòng)力線路以及弱電信號(hào)線進(jìn)行分開 走線，這也可以起到良好的抗干擾效果.2.2 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)在進(jìn)行

12、硬件設(shè)計(jì)的同時(shí)可以著手軟件的設(shè)計(jì)工作.軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)控制要求將工藝流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，這是PLC應(yīng)用的最關(guān)鍵的問題，程序的編寫是軟件設(shè)計(jì)的具體表現(xiàn).在控制工程的應(yīng)用中，良好的軟件設(shè)計(jì)思想是關(guān)鍵，優(yōu)秀的軟件設(shè)計(jì)便于工程技術(shù)人員理解掌握、調(diào)試系統(tǒng)與日常系統(tǒng)維護(hù).PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)思想由于生產(chǎn)過程控制要求的復(fù)雜程度不同，可將程序按 結(jié)構(gòu)形式分為基本程序和模塊化程序基本程序既可以作為獨(dú)立程序控制簡(jiǎn)單的 生產(chǎn)工藝過程，也可以作為組合模塊結(jié)構(gòu)中的單元程序.把一個(gè)總的控制目標(biāo)程序分成多個(gè)具有明確子任務(wù)的程序模塊，分別編寫和調(diào)試，最后組合成一個(gè)完成 總?cè)蝿?wù)的完整程序，這種方法叫做模塊化程序設(shè)計(jì)

13、，這種設(shè)計(jì)思想和方法對(duì)于系 統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)作用極大.3結(jié)束語PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下的電子操作系統(tǒng)，能夠在無任何保護(hù)措施的工 作情況下使用.但是當(dāng)其工作環(huán)境過分惡劣或者充滿了電磁干擾的時(shí)候，程序便 會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤，這將導(dǎo)致設(shè)備失靈乃至殃及整個(gè)系統(tǒng).這將要求廠家提高PLC 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠，提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力另一方面設(shè)計(jì)、安裝和使 用維護(hù)也要多加重視，多方合作消除干擾.由此對(duì)于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn) 一步優(yōu)化設(shè)計(jì)也顯得尤為重要.PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)作為一項(xiàng)系統(tǒng)性非常強(qiáng) 的系統(tǒng)化工程，其影響因素也是多方面，而要想實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的設(shè)計(jì)和改進(jìn)還需要 在反復(fù)的實(shí)踐和設(shè)計(jì)的過程中不斷地進(jìn)行總結(jié)和優(yōu)化.本文主要是從系統(tǒng)硬件設(shè) 計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面對(duì)于控制系統(tǒng)的優(yōu)化進(jìn)行分析的，其中很多都是在工作中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)，僅供大家參考.參考文獻(xiàn)：1高尚軍，高杰.PLC自動(dòng)化控制