基于PLC的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的配置及組態(tài)分析

張榮輝

摘 要：隨著科技的快速發(fā)展，我國(guó)自動(dòng)化控制的水平在不斷提高，各種控制技術(shù)也不斷涌現(xiàn)。PLC自動(dòng)化控制技術(shù)不僅可減少人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)，還可提高機(jī)械維修、養(yǎng)護(hù)的效率。以該技術(shù)設(shè)計(jì)的可簡(jiǎn)單編程的控制系統(tǒng)，具有可靠性高、功能完備和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，已被廣泛運(yùn)用到了大部分工業(yè)中。

關(guān)鍵詞：PLC；控制系統(tǒng)；組態(tài)分析；微型處理器

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.084

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，工作對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高——不僅要易操作，還要具備數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、靈活性高、抗干擾能力強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。

自動(dòng)化控制系統(tǒng)在一般情況下分為兩部分，即系統(tǒng)的控制端和執(zhí)行端。計(jì)算機(jī)可控制和執(zhí)行自動(dòng)控制系統(tǒng)控制端和執(zhí)行端的功能。其中，執(zhí)行端以光通信的互動(dòng)連接得以實(shí)現(xiàn)，控制端與外界端口共同控制系統(tǒng)。本文主要分析基于PLC的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的配置和組態(tài)。

1 PLC的基本組成和工作流程

1.1 PLC的基本組成

繼電器技術(shù)與控制技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)生了PLC，它是可編程控制的儀器，即一種微型處理器，并可成為工廠控制的終端系統(tǒng)。PLC的組成與計(jì)算機(jī)類似，PLC主要由電源、接口、存儲(chǔ)設(shè)備和處理器組成。此外，編程方面的軟件也包含在PLC系統(tǒng)中，PLC的設(shè)備編程是實(shí)現(xiàn)程序編寫(xiě)和設(shè)備調(diào)試的重要的手段。因此，相關(guān)人員可觀察到PLC在編程時(shí)動(dòng)態(tài)參數(shù)的狀態(tài)信息。

近年來(lái)，編程軟件成為了社會(huì)廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)，PLC可為用戶提供軟件編程平臺(tái)，只需將PLC與計(jì)算機(jī)相連，便可共享編程和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)仿真。

1.2 PLC的工作流程

CPU監(jiān)控著PLC的整個(gè)工作流程。PLC在供電的情況下可循環(huán)完成系統(tǒng)內(nèi)部的業(yè)務(wù)。對(duì)于PLC的初始化，即對(duì)所有定時(shí)器和內(nèi)部繼電器進(jìn)行復(fù)位處理和清零操作；PLC會(huì)周期性地自我診斷，查看是否存在語(yǔ)法錯(cuò)誤，進(jìn)行自我診斷的部件有程序、電源和電路等；在PLC的掃面階段，主要檢查PLC與其他設(shè)備的連接狀態(tài)和設(shè)備信息，目的是保證設(shè)備間的信息傳遞能順利進(jìn)行；在檢查完設(shè)備間的連接狀態(tài)和信息后，PLC會(huì)自動(dòng)以掃描的方式執(zhí)行程序中的語(yǔ)句命令，并保存執(zhí)行結(jié)果；在信息輸入、輸出方面，PLC會(huì)將程序執(zhí)行的結(jié)果輸送至相應(yīng)的映像區(qū)和外部的被控設(shè)備。在上述運(yùn)行中，PLC在不間斷地掃描，直至機(jī)器進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)。

2 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的系統(tǒng)配置

2.1 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的配置原則

“從粗到細(xì)”是PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本原則。完成某一配置的操作后，重復(fù)操作并實(shí)時(shí)更新配置信息，不斷完善系統(tǒng)配置。在產(chǎn)品的選擇方面，不僅要選擇合適的機(jī)型，還要選擇具有可繼承、有發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)品；在運(yùn)作方面，應(yīng)保證系統(tǒng)的可靠性，備份相關(guān)的設(shè)置信息，遵循“完整性”的原則；在經(jīng)濟(jì)方面，PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)必須遵循“經(jīng)濟(jì)可行性”的原則，必要時(shí)可測(cè)試實(shí)物，進(jìn)而調(diào)整系統(tǒng)配置。

2.2 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的配制方法

2.3 PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的模塊數(shù)

PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的模塊數(shù)是在配置完P(guān)LC自動(dòng)控制系統(tǒng)的輸入、輸出點(diǎn)后確定的。對(duì)于輸入點(diǎn)的配置，要確定輸入的電流是直流電還是交流電，且是否需要采取相應(yīng)的隔離措施有效隔離電壓；對(duì)于輸出點(diǎn)的配置，要具備具體的輸出模式，半導(dǎo)體的輸出模式、繼電器的輸出模式和回路的輸出模式均與輸出點(diǎn)的輸出模式有一定的相關(guān)性。此外，在確定模塊數(shù)后，還要選擇合適的槽位，且確定對(duì)應(yīng)的機(jī)架數(shù)。

3 PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組態(tài)分析

3.1 基本內(nèi)容

組態(tài)是PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)的模擬過(guò)程，主要用于PLC控制系統(tǒng)方案的修改。在PLC控制系統(tǒng)中，設(shè)備的安裝必須嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，明確各個(gè)設(shè)備的安裝位置后按照組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)添加模塊。

3.2 模塊組態(tài)的參數(shù)分析

機(jī)架的安排號(hào)、模塊名稱和組態(tài)的匹配均與模塊組態(tài)的參數(shù)有關(guān)，而信號(hào)類型、過(guò)濾時(shí)間和偏移數(shù)值都是通過(guò)模擬信號(hào)的輸入、輸出端口傳輸和標(biāo)定的。為了使模塊能按照一定的比例實(shí)現(xiàn)期器件上、下限的轉(zhuǎn)換，需要設(shè)置一定的過(guò)濾時(shí)間，處理器通過(guò)掃描的方式獲取相應(yīng)的輸入、輸出值，并取平均數(shù)。如果未按照相關(guān)規(guī)定過(guò)濾參數(shù)，則CPU就無(wú)法獲取參數(shù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

PLC的自動(dòng)控制系統(tǒng)可替代部分繼電系統(tǒng)，從而提高系統(tǒng)的靈活性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且具有聯(lián)網(wǎng)、調(diào)節(jié)的功能。因此，PLC控制系統(tǒng)將會(huì)得到更加廣泛的運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)

[1]陳偉漢.利用PLC實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的對(duì)策[J].通訊世界，2014（06）：115-116.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： With the rapid development of science and technology， the level of automation control in our country continues to improve， and various control techniques are emerging. PLC automation control technology not only can reduce the waste of human， material and financial resources， but also can improve the efficiency of mechanical maintenance and maintenance. The simple programming control system， which is designed by the technology， has the characteristics of high reliability， complete function and strong adaptability. It has been widely used in most industries.

Key words： PLC； control system； configuration analysis； micro processor