工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設計

張金輝 張晨蕾

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

【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動化生產(chǎn);PLC控制系統(tǒng);設計

PLC技術(shù)目前在工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中應用廣泛，并且取得了顯著的效果。微電子技術(shù)和計算機技術(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

目前我國工業(yè)發(fā)展迅速，相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)也隨著有明顯進步。PLC（Programmabie Logic Controller）技術(shù)開始廣泛應用在工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中，且效果顯著。在我國來說，目前PLC技術(shù)主要包括以下兩個方面，第一是向工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中輸送所采樣的數(shù)據(jù)，第二是自動整合接收的數(shù)據(jù)，將整理好的數(shù)據(jù)編輯到程序當中。在運行PCL技術(shù)時，要求工作人員在操作時嚴格遵照運行標準，正確進行邏輯運算，嚴格執(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)進行檢驗，確認所得的數(shù)據(jù)無錯誤，將結(jié)果存入存儲器，進行后續(xù)自動化技術(shù)輸出[1]。

在選擇PLC控制系統(tǒng)時，需要注意以下事項：（1）系統(tǒng)需要較多的IQ點數(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，需要隨時調(diào)控輸入，輸出控制量;（3）控制設備需要安裝到體積較小的系統(tǒng)設備中;（4）定時方式多樣，運算的邏輯復雜;（5）需要聯(lián)系其他通信設備：（6）對控制系統(tǒng)的要求較高，要求其處于現(xiàn)場中。

2.如何優(yōu)化工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設計方法

2.1順應PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)自動化生產(chǎn)領域的發(fā)展趨勢

順應PLC控制系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中可以達到的每種效應，并對控制系統(tǒng)繼續(xù)進行優(yōu)化，將該系統(tǒng)與實際的生產(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)測工業(yè)自動化生產(chǎn)，促進企業(yè)的自動化和信息化生產(chǎn)[2]。

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

對系統(tǒng)的安裝環(huán)境進行優(yōu)化，所選擇的安裝環(huán)境切忌在電場和磁場中，除此之外，安裝的位置保證足夠安靜，沒有震動，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和擴展單元時注意散熱[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，首先要對安裝環(huán)境進行密切考核，具體的觀察指標包括感染系數(shù)，電波干擾，輸入信號干擾，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，獨立接地設備和穩(wěn)壓器等。

2.4 電氣系統(tǒng)的優(yōu)化設計

在整個設計過程中，要建立標準化，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，可以進一步將這些功能單元細分為單個模塊，設計單個模塊時應注意使用模塊化結(jié)構(gòu)，因為單個模塊可以更容易地重復使用，并且為模板可視化創(chuàng)建統(tǒng)一的操作和顯示。

在電氣設計期間，電氣規(guī)劃應定義要使用的硬件和信號接線的標準，可以將項目中的模板、IO的接線、站點之間的連接、對應符號名稱等信息設計成標準化的元素，這些內(nèi)容設計出來，都可以在后期PLC程序編制階段或者不同的系統(tǒng)中被復制、重復利用的。

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

2.5軟件系統(tǒng)

為了保證在工業(yè)自動化生產(chǎn)中高效應用PLC控制系統(tǒng)，充分利用計算機技術(shù)進行開發(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)較高的準確性，編程應用標準化的理念，可以分以下幾個方面：

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)，防止了無意的錯誤連接，程序易于擴展和維護。

3.重復性方面，程序使用多重背景和全局數(shù)據(jù)，以及程序庫。經(jīng)常使用的對象可以創(chuàng)建一次，測試并在庫中作為標準保存，以便重用于其他系統(tǒng)。實現(xiàn)高參數(shù)化（參數(shù)傳輸?shù)浇涌冢叨瓤芍赜眯裕◣煳募锌勺冃裕◣煳募?/p>

4.維護的角度，程序里應采用推薦的編程方式和注釋，編程語言中SCL類似于高級語言，適用于復雜算法、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。

3.小結(jié)

在21世紀工業(yè)自動化發(fā)展迅速，在工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中廣泛應用了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，需要對開發(fā)者綜合素質(zhì)不斷進行提高。采用優(yōu)化的控制系統(tǒng)設計，使用現(xiàn)有標準最大限度地減少程序創(chuàng)建和調(diào)試工作，簡化診斷和故障排除，提高工程效率。

參考文獻

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

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

[3]張嘎.工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設計方法[J].數(shù)字技術(shù)與應用，2018，36（3）：12-13.