基于PLC 的自動化控制系統(tǒng)的配置及組態(tài)分析

周志宏 周祺暢

1.湖南三一工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 湖南省長沙市 410129 2.北京交通大學（威海校區(qū)）電子信息學院 山東省威海市 264401

在科學技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，智能化和自動化發(fā)展已經(jīng)成為了社會發(fā)展中重要的發(fā)展趨勢，在工業(yè)生產(chǎn)中，自動化和智能化應用也成為了重要的發(fā)展目標，工程控制計算機是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中智能化和自動化發(fā)展的重要應用設施，在具體的應用中能夠呈現(xiàn)出較強的抗干擾性和安全性，同時還可以作為傳統(tǒng)繼電器的替代者發(fā)揮繼電器的作用，應用自身的優(yōu)勢改善傳統(tǒng)繼電器在工業(yè)生產(chǎn)中存在的缺陷。在我國市場不斷擴張的背景下，加快工業(yè)發(fā)展、提升工業(yè)生產(chǎn)總量已經(jīng)成為工業(yè)整體發(fā)展的重要趨勢，因而加強對自動化控制的研究具有重要的意義。

1 自動化控制系統(tǒng)的重要性分析

就目前工業(yè)自動化控制系統(tǒng)來看，大多數(shù)控制系統(tǒng)都是應用分布式控制系統(tǒng)，這主要是因為分布式控制系統(tǒng)在實際應用中并不需要較高的應用技術(shù)，而且在工業(yè)生產(chǎn)實際應用的過程中可以被廣泛應用，但是分布式系統(tǒng)在具體應用的過程中存在較大的安全問題，這很容易影響自動化控制系統(tǒng)的正常使用。分布式控制系統(tǒng)本身具備較強的獨立性，在實際應用的過程中獨立于整個生產(chǎn)系統(tǒng)的控制，相關(guān)的工作人員在整體監(jiān)控方面很難對分布式控制系統(tǒng)進行有效的控制。界面的相關(guān)信息是控制整體運行信息的重要來源，但是分布式控制系統(tǒng)的界面并不穩(wěn)定，所以在信息的反饋方面表現(xiàn)出明顯的弊端。在現(xiàn)代化科學技術(shù)和理念的不斷發(fā)展中，分布式控制系統(tǒng)實際發(fā)揮的作用很難迎合工業(yè)自動化生產(chǎn)的實際需求，具體作用中呈現(xiàn)的控制效果相對較差，而且智能程度也很難迎合現(xiàn)代化社會發(fā)展的實際需求，所以在具體應用過程中很難對控制系統(tǒng)中各個控制開關(guān)的工作情況進行詳細的記錄，在這樣的方式下就很難保障信息傳遞的及時性，導致工作人員在工作中很難實時掌握控制系統(tǒng)的實際運行信息，因此在出現(xiàn)故障的時候也很難對故障發(fā)生的位置進行有效的判斷，所以在工業(yè)生產(chǎn)中加強自動化控制系統(tǒng)的設計具有非常重要的意義。

2 可編程控制器主要的工作流程探究

2.1 PLC 工作原理闡述

PLC 應用在工業(yè)生產(chǎn)中能夠?qū)崿F(xiàn)自動 化操作，在具體應用過程中可以依據(jù)CPU 的處理實現(xiàn)邏輯運算，在這樣的條件下可以實現(xiàn)正確的指令操作，從而可以引導用戶實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的相應控制。PLC 的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。通過對PLC 具體研究后發(fā)現(xiàn)，PLC在具體應用中不僅可以發(fā)揮編程處理的相應功能，同時還可以對數(shù)字信號的輸入和輸出進行自動化控制，自動化系統(tǒng)中的各個組件主要依靠控制系統(tǒng)給操作斷下達指令完成相關(guān)操作，通過CPU 的相關(guān)功能能夠借助于PLC 自身輸出的指令輸出能力來實現(xiàn)邏輯運算以及順序控制等基本操作，應用這樣的方式能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)自動化控制系統(tǒng)整體的操作控制。PLC 在具體應用的過程中主要依靠電力的供應，只有維持電力的穩(wěn)定供應才能夠?qū)崿F(xiàn)各個硬件設備的穩(wěn)定運行，機械式循環(huán)操作方式能夠有效地降低人為工作量，因此這樣的技術(shù)在實際應用的過程中可以有效地節(jié)約人工成本，同時可以降低人為操作發(fā)生的失誤，在這樣的方式下能夠有效地保障工業(yè)自動化生產(chǎn)工作的順利進行。

圖1 PLC結(jié)構(gòu)圖

2.2 PLC 在工業(yè)生產(chǎn)中的工作流程探究

PLC 實際工作中主要由三個部分共同組成。在系統(tǒng)完成初始化之后需要進行輸入采樣工作，PLC 能夠應用自身的掃描功能完成相關(guān)數(shù)據(jù)的分析和判斷，在這樣的方式下可以有效地保障系統(tǒng)整體的安全性和穩(wěn)定性，同時也可以根據(jù)實際項目完成數(shù)據(jù)的分析和輸入等基本操作，在自動化功能作用下可以將無用的數(shù)據(jù)信息進行有效的過濾，通過這樣的方式可以保障系統(tǒng)整體運行的穩(wěn)定性和高效性，在供電工作完成之后會自動將各個繼電器組件進行復位操作，同時將所有計時計數(shù)以及相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進行清零操作。在初始化的整個過程中，PLC 會在實際工作中對自身進行功能檢驗，保障自身運行狀態(tài)和相關(guān)數(shù)據(jù)信息的完整性，應用這樣的方式保障整體工作的質(zhì)量。

掃描和交互式信息處理的重要過程。這個階段主要是指PLC 要與連接設備進行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的互通，保障外界設備能夠與PLC在實際工作中進行穩(wěn)定傳輸，進而可以有效地保障工作流程的穩(wěn)定性，PLC 掃描工作過程圖如圖2 所示。然而在具體工作中需要將使用者的實際需求以及相關(guān)輸入數(shù)據(jù)信息作為有效的參考，在這樣的方式下開展相關(guān)系統(tǒng)的自動化控制將會取得良好的控制效果，但是在具體的工作中需要結(jié)合使用者實際需求對相關(guān)的自動化工作流程進行嚴格檢查，按照相應的邏輯順序完成自動化控制的精準計算。

圖2 PLC掃描工作過程圖

輸出和信息處理保障信息質(zhì)量的重要階段，這個階段主要發(fā)生在用戶操作完成之后，在這個階段的工作中，可編程邏輯控制器能夠順利進入到輸出的刷新階段，CPU 也會在這個過程中根據(jù)I/O 映象區(qū)所對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息等對輸出封鎖電路進行刷新，相關(guān)的控制指令可以直接作用在控制系統(tǒng)外部的相關(guān)設備中，在這樣的方式下就可以順利地實現(xiàn)外部相關(guān)設備的自動化控制功能。PLC在實際工作中能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)命令等基本信息進行循環(huán)掃描，通過這樣的方式可以有效地保障自動化控制的連續(xù)性，保障相同邏輯生產(chǎn)工作的實際效果，應用機械化和自動化的生產(chǎn)方式能夠有效地降低人工勞動量，并增強了工作效果。

3 PLC 自動化控制系統(tǒng)的組態(tài)探究

在配置自動化控制系統(tǒng)中，應用PLC 技術(shù)需要從粗到細，需要進行重復性配置，實現(xiàn)不同的組態(tài)，具體內(nèi)容分為PLC 配置原則，配置方法，PLC 系統(tǒng)的組態(tài)。如圖3 所示。

圖3 自動化控制系統(tǒng)的組態(tài)的內(nèi)容

3.1 PLC 配置原則探究

自動化控制系統(tǒng)在實際應用的過程中需要多個可編程控制器共同應用完成相應的工作，所以在具體工作的過程中需要嚴格遵循配置的原則，PLC 的配置主要是指應用貼合PLC 自身情況有效應用各種各樣的措施，在具體配置的過程中需要嚴格注意PLC 品牌類型的選擇，不同品牌的性能存在著很大的差異性，所以在具體應用的過程中應該明確不同品牌的差異性來保障工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量，在品牌的準確選擇中也能夠有效地保障后續(xù)維護工作的穩(wěn)定進行。在配置的過程中還需要保障模塊數(shù)量的合理性，在具體應用的過程中需要結(jié)合自動化控制的實際需求選擇模塊的數(shù)量，在這個過程中需要充分考慮控制系統(tǒng)的安全生產(chǎn)以及持續(xù)生產(chǎn)的基本特點，同時需要在具體安裝時做好備份處理，避免控制器出現(xiàn)問題。在配置的過程中需要加強對經(jīng)濟性原則的重視，在明確自動化生產(chǎn)配置實際需求的背景下應用實用的控制器，在質(zhì)量和基本性能相同的情況下應用相對經(jīng)濟的PLC 模塊。

3.2 配置方法探究

在PLC 控制系統(tǒng)具體使用的過程中需要保障實際控制效果，PLC 在具體應用的過程中涉及到很多類型的控制設備，所以控制設備在實際安裝的過程中很難保障安裝點的集中，然而在自動化實際生產(chǎn)的過程中需要盡量減少自動化控制系統(tǒng)的建設支出，所以在實際配置的過程中需要將距離用戶較遠的設備和公用PLC 系統(tǒng)統(tǒng)一進行配置，在PLC控制室的管理中需要根據(jù)不同的控制內(nèi)容安裝相應的變頻器。液壓站的安裝對系統(tǒng)的監(jiān)測具有非常好的便捷性，所以在具體安裝的過程中可以將遠距離的終端柜安裝在液壓站，通過這樣的方式可以對系統(tǒng)實際運行狀況進行實時性檢測，同時切割站也能夠在系統(tǒng)運行的過程中對遠距離的終端柜配置起到良好的效果。

3.3 PLC 系統(tǒng)的組態(tài)探究

PLC 的系統(tǒng)組態(tài)主要是指自動化控制系統(tǒng)的模擬過程，系統(tǒng)組態(tài)大多數(shù)被應用在對控制方案進行修改的過程。系統(tǒng)組態(tài)對于自動化控制控制方案的修改具有重要的意義，所以在方案修改的時候需要將自動化控制的模塊與外部鏈接設備進行有效的連接，同時需要對網(wǎng)絡進行系統(tǒng)性的調(diào)整，在這樣的過程中應用組態(tài)操作對自動化控制系統(tǒng)方案進行及時調(diào)整。PLC 空難管制系統(tǒng)的機架主要是應用擴展機架和組態(tài)共同組裝完成，所以在具體安裝和使用的過程中需要嚴格遵照相應的安裝規(guī)則和使用規(guī)則，在特殊位置中需要依據(jù)組態(tài)安裝的相應標準增設相應的模塊。

在系統(tǒng)實際應用的過程中需要嚴格監(jiān)測組態(tài)的相關(guān)參數(shù)信息，應用有效的措施對CPU 的參數(shù)進行有效的過濾，這是組態(tài)參數(shù)信息最重要的獲取過程，如果沒有這個過程就會對組態(tài)參數(shù)信息造成嚴重的影響，在具體組態(tài)安裝的過程中需要加強對組態(tài)匹配特性的重視，這將取決于模塊的相應名稱以及機架的安排號。

應用可編程控制器對自動化控制系統(tǒng)進行升級改造能夠顯著提升工作效率和質(zhì)量，在實際應用的過程中可以對工作人員實時性監(jiān)測提供重要的技術(shù)保障，相關(guān)工作人員可以在工作中及時掌控相關(guān)的參數(shù)信息，應用這樣的方式可以促使控制過程變的更透明，同時也可以依據(jù)相應的問題提出針對性的解決方案。

4 結(jié)語

繼電器是傳統(tǒng)自動化控制手段中常見的應用措施，但是在實際應用的過程中通常會表現(xiàn)出非常明顯的弊端，所以在現(xiàn)代化發(fā)展的進程中需要積極引用現(xiàn)代化的PLC 系統(tǒng)，應用PLC 系統(tǒng)的優(yōu)勢保障生產(chǎn)工作的連續(xù)性和實際控制效果，保障工業(yè)自動化控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)的過程中能夠充分發(fā)揮實際效能，同時也可以充分保障自動化生產(chǎn)的各個流程能夠處在安全透明的條件下，在這樣的背景下能夠在發(fā)現(xiàn)問題的時候及時調(diào)整改變控制方案，進而可以達到最佳的控制效果。