鐘春洪

摘 要：PLC控制系統(tǒng)因其具有可靠性高、編程簡單、易于修改、低能耗、適應(yīng)性較強等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程的控制當(dāng)中。PLC控制系統(tǒng)與當(dāng)下信息通信網(wǎng)絡(luò)組合，對現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)了有效的控制，從而進(jìn)一步提升了勞動生產(chǎn)率，促進(jìn)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。故此，加強對PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的研究，對企業(yè)的良好、長遠(yuǎn)的發(fā)展具有重要的作用。

關(guān)鍵詞：PLC控制；系統(tǒng)設(shè)計；研究

1 PLC控制系統(tǒng)概述

可編程邏輯控制器簡稱為PLC，它是集自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)為一體的綜合性技術(shù)，主要應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域。在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，可以通過可編制程序的存儲器對內(nèi)部的存儲進(jìn)行邏輯運算、計數(shù)與算術(shù)操作、順序控制、定時等面向用戶的指令，之后經(jīng)過數(shù)字式或模擬式輸入、輸出控制各種工業(yè)的機械生產(chǎn)。另外，PLC控制系統(tǒng)和外圍的配套設(shè)備是一個完整的體系，設(shè)計系統(tǒng)時要本著簡單操作、易于控制、便于擴展的原則進(jìn)行，從而保障該控制系統(tǒng)的使用可以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)化和高效化。目前隨著科學(xué)技術(shù)的日益成熟，PLC控制系統(tǒng)在冶金、機械、紡織、化工、食品等多個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，因此應(yīng)對PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行更為深入的研究。現(xiàn)代化的PLC控制系統(tǒng)應(yīng)配合工業(yè)以太網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)通信以及大數(shù)據(jù)等計算機高端技術(shù)，向著全自動、高效率、高精度的智能化生產(chǎn)過程控制方向發(fā)展。

2 PLC自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計

PLC程序設(shè)計的主要目的是實現(xiàn)對生產(chǎn)過程中的所有活動的控制，主要內(nèi)容為采集數(shù)據(jù)、控制順序、處理數(shù)據(jù)等。PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括CPU模塊、內(nèi)部存儲器、電源模塊與輸入、輸出單元等。具體步驟見圖1。

2.1 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 硬件設(shè)計是保障PLC自動化控制系統(tǒng)安全、可靠運行的關(guān)鍵部分，也是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的重要部分。下面具體對其進(jìn)行分析。

2.1.1 系統(tǒng)的輸入電路設(shè)計 在進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)輸入電路設(shè)計時，一般采用DC24V的輸入電源，需要注意的是若電源帶有負(fù)載就需要關(guān)注電源的容量，同時做好電源的短路防護(hù)準(zhǔn)備工作，這樣可以有效地保障系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。此外，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)計時，為了更好地保證電路的安全，還應(yīng)在電源之處或是恰當(dāng)位置安裝專門的熔絲。另外，由于AC85-240V這種供電電源的適應(yīng)范圍較廣，應(yīng)用較多，所以PLC控制系統(tǒng)輸入電源的供電電源電壓一般采用的是AC85-240V。而為了更好的減少外界環(huán)境對于電源的干擾，還應(yīng)在電源上面安裝必要的電源凈化原件，最主要的有電源濾波器和隔離變壓器。而在使用隔離變壓器的過程中，我們可以引入雙層隔離技術(shù)，這樣可以通過屏蔽層減少高低頻脈沖干擾。

2.1.2 系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計 進(jìn)行系統(tǒng)的輸出電路設(shè)計要做好相應(yīng)的電路設(shè)計準(zhǔn)備工作，依據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)工藝、技術(shù)對輸出電路的要求進(jìn)行設(shè)計。輸出電路應(yīng)使用晶體管對不同的指示燈、變頻器控制及調(diào)速進(jìn)行輸出，晶體管輸出更是較高頻率的PLC控制系統(tǒng)的重要支持，在系統(tǒng)頻率較低時企業(yè)可以選取繼電器為其輸出，提升控制系統(tǒng)的負(fù)載能力，這樣的設(shè)計更為簡潔方便。另外，對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)計時應(yīng)該在直流感性負(fù)載的旁邊接上續(xù)流二極管，以便吸收浪涌電流，從而有效地保護(hù)PLC控制系統(tǒng)的安全。

2.1.3 系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計 目前PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的重要內(nèi)容隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及工業(yè)自動化程度的加深，變成了如何有效降低外界因素對其的干擾。我們通常采取以下三種方法進(jìn)行系統(tǒng)的防干擾設(shè)計：一是，隔離。系統(tǒng)最直接解決干擾的方式就是隔離。由于原副邊繞組之間的分布電容耦合造成PLC控制系統(tǒng)的高頻率干擾，我們可采用1：1的超隔離變壓器隔離高頻干擾，來實現(xiàn)系統(tǒng)的抗干擾目的；二是布線，分散干擾的重要方式是布線方法，例如把弱電信號線以及原來的強電動力線路進(jìn)行分開走線，從而達(dá)到良好的抗干擾目的；三是屏蔽，阻斷干擾源傳播的抗干擾方式是屏蔽，因為金屬柜能夠?qū)o電和磁場起到很好的屏蔽作用，所以可以將PLC控制系統(tǒng)直接置于金屬柜之中，提高系統(tǒng)的直接抗干擾性能。

2.2 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計中的另一個重要環(huán)節(jié)是軟件設(shè)計，軟件設(shè)計的具體化表現(xiàn)就是程序的編制，這也是PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵部分，同時軟件設(shè)計是以根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)過程控制的相關(guān)要求，將工藝流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖為主要任務(wù)。PLC控制系統(tǒng)的程序按結(jié)構(gòu)形式可將程序設(shè)計分為模塊化程序設(shè)計和基本程序設(shè)計。基本程序既可以作為獨立程序控制簡單的生產(chǎn)工藝過程，也可以作為組合模塊結(jié)構(gòu)中的單元程序。模塊化程序設(shè)計是指把一個總的控制目標(biāo)程序分成多個具有明確子任務(wù)的程序模塊，分別編寫和調(diào)試，最后組合完成總?cè)蝿?wù)的完整程序。這種設(shè)計思想和方法有助于系統(tǒng)軟件設(shè)計更為簡捷和適用。

3 PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試與實踐

PLC控制系統(tǒng)設(shè)計完成后要對其進(jìn)行調(diào)試和實踐，主要包括調(diào)試、測試、驗收等過程，以此來保障設(shè)計的系統(tǒng)可以滿足生產(chǎn)工藝的要求。對系統(tǒng)進(jìn)行模塊調(diào)試主要是對PLC控制系統(tǒng)中的軟件系統(tǒng)及硬件設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，并且綜合考慮外界因素對設(shè)備的影響，對生產(chǎn)線系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置，確保系統(tǒng)更好地滿足生產(chǎn)工藝的需要。將內(nèi)部程序設(shè)計、PC設(shè)計完備后，操作人員通過界面PC進(jìn)行實際操作，完成對生產(chǎn)過程的全面控制。另外工業(yè)控制系統(tǒng)生產(chǎn)性能指標(biāo)包括生產(chǎn)效率、工作時間、工作人數(shù)、工作復(fù)雜程度、安全程度、靈活程度等，通過這些性能指標(biāo)對系統(tǒng)進(jìn)行初步的估測，不斷反饋與優(yōu)化，逐步達(dá)到擬定的技術(shù)要求。

4 結(jié)束語

綜上所述，目前我國社會經(jīng)濟(jì)和科技水平的發(fā)展，推動了PLC控制技術(shù)的進(jìn)步，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)，是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)全自動化的基本前提，也是促進(jìn)我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢。在此環(huán)境下，相關(guān)的工作人員應(yīng)不斷增強對PLC控制系統(tǒng)的研究力度，進(jìn)一步完善PLC控制系統(tǒng)的各項功能，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的良好發(fā)展。

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