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摘要：时代的进步促进了工业生产的发展，以此同时，对于工业发展过程中的生产设备也进行了技术化设计，人们可以通过对生产设备进行有效控制来进行工业产品的生产。然而，实现工业生产中生产设备的自动化控制是工业发展水平提高的重要表现之一。工业发展过程中，很多生产车间中的生产设备都安装有用数字编程进行控制的自动化系统，举例来说，在有关大型企业的生产发展中，由于生产的产品的要求技术水平比较高，往往需要大型的生产设备，这时在大型生产设备中安装 PLC 的自动化控制系统就变得尤为重要。
关键词：PLC;自动化控制;网络诊断;系统
1导言
随着工厂工业自动化控制系统的发展， 系统中布置的分控站和子站数量越来越多，智能仪表的应用也更为广泛。 这些智能设备（包含分控站、子站、智能仪表等）通过不同的网络连接在一起，然后传送到上位机中。 智能设备的使用降低了工业自动化电缆敷设的工作量，系统采集到更多的数据，但同时增加了自动化控制系统维护工作的难度。
2网络架构设计
本项目的网络结构示意图如图 1 所示， 在自动化控制系统的网络结构中，与智能设备直接连接的有两层，分别是过程控制层和现场层。 过程控制层主要有监控计算机和 PLC 分控站、子站组成，采用以太网通信方式连接，主要作用是采集汇总各工艺段的生产运行情况，并根据事先编程进行数据存储、分析;接收操作人员的控制指令， 并通过 PLC 逻辑判断后驱动现场设备。现场层主要包括分布在车间的各种智能仪表、 智能设备， 采用Modbus 、 Profibus-DP 等现场总线协议连接， 其主要作用是采集智能仪表、智能设备的数据，并且总线的应用大大降低了控制电缆敷设的数量。在网络架构中必须设置一台核心 PLC ， 监控计算机通过以太网与核心 PLC 连接获取各个职能设备的状态。
3PLC自动化控制系统优化设计
3.1 控制系统的硬件优化设计
硬件设计是 PLC 控制系统稳定运行的基础，是 PLC 控制系统重要的环节，硬件设计主要包括输出电路设计和输入电路设计两种。
3.1.1 输出电路设计
输出电路在系统运行过程中主要是通过变频器或指示灯等设备向外部发出信号。对于输出电路的设计，应该要从整个电路的安全性出发。在输出电路的设计过程中，一定要按照PLC 自动化控制系统的要求进行设计，应该利用晶体管提高系统运行效率。在运行效率比较低的工作环境中，可以选择使用续电设备，将其作为输出电路设备。这个工作流程就比较简单，而且相应的工作效率也很高，可以在很大程度上增强 PLC 自动化控制系统输出电路的负载能力。如果PLC输出带一些感性负载的话，负载在断电的情况下会对 PLC 的输出造成浪涌电流冲击，可以采用在直流感性负载旁边并接续流二极管，交流感性负载并接浪涌的措施来将电路吸收，起到保护 PLC 的作用。
3.1.2 输入电路设计
PLC 的供电电源一般情况下为 AC85-240V，应用范围比较广，正常稳定的输入电路是 PLC 自动化控制设备进行工作的基础，同时还能控制系统的供电电源，具备良好的工作适应范围。针对我国现阶段工业的需求，PLC 自动化控制系统一定要有一个很强的抗干扰能力，同时还要考虑周围环境对电路的影响，这时候就需要安装电源净化元件，滤波电源、隔离变压器等。在隔离变压器中，系统实施双层隔离的方案，同时建立屏蔽层，降低外部环境对系统电路的影响。在输入电路的设计中，为了防止电路短路、电路电源稳定性不足的现象发生，一定要注意电源容量，一般情况下，选用的电源容量为输入电路功率的两倍。电路还需要很好的安全性，所以要安装相关型号的熔丝。
3.2 控制系统的软件优化设计
PLC 的软件设计需要进行程序的编写，将设计好的工艺流程图变为梯形图。根据实际需要，工作人员应该对 PLC 自动化控制系统的调整熟悉，一般程序编写分为两类：一种是独立的程序编写，这种程序编写比较简单，在实际应用中，可以独立运行，也可以作为整体中的一部分来运行。顺序结构、循环结构和条件分支结构是这种程序常见的结构类型。另外一种是模块化的程序编写，这种程序综合了多种程序，把一个总的控制目标分成了多个程序模块，分别进行编写，最后组合起来一起发挥作用，应用范围比较广，多用于比较复杂的生产工艺。
3.3 系统可靠性优化设计
影响 PLC 自动化控制系统可靠性的因素有很多种，除了电路设计、周围电路干扰、硬件的设计，软件的设计外，还有周围环境的影响、天气的因素等。PLC 自动化控制系统对于运行的环境要求也非常严格，有一定的温度和湿度要求，温度要求在零至五十五摄氏度之间，湿度一般要求在 35%-80% 之间，所以一定要注意到这些环境条件因素，只有让系统在规定的环境中工作，才能保证其高效的运行。此外，PLC 自动化控制系统接触到尘埃、油烟、水蒸气等都有可能产生一定的损坏，所以在不同的环境要对 PLC 自动化控制系统进行不一样的保护，在特殊的环境当中就要特殊的保护手段。
3.4 控制系统的抗干扰能力优化设计
首先，PLC 自动化控制系统可以在电源添加隔离变压器，以此降低电路承受的压力，减少电路故障的发生。隔离变压器一定要接地，接地性好的 PLC 自动化控制系统可以很好的抵抗磁场的干扰，同时当电路的电压有波动的时候，也能很好的避免电压冲击对电路产生破坏的现象。现阶段，常用的 PLC 抗干扰电路优化设计主要使用的是隔离、屏蔽和布线三种方案。其中，隔离是最常用的方案，主要是对系统运行周边出现的电容耦合进行隔离;而屏蔽也是比较常见的一种方式，其主要是将干扰源屏蔽到金属柜当中，确保系统在运行中处于一个正常的状态，这个抗干扰的方式用起来比较简单，而且产生的抗干扰性比较强，效果很好;布线就是将不同的信号线分散开来，将干扰源分散，在现阶段的工业生产中，也是一种比较常用的抗干扰方式。
4结语
在 PLC 自动化控制系统的安装方面，我们根据以上我们所说到的有关 PLC 自动化控制系统的有关设计要求，对 PLC 自动化控制系统进行更优质的设计。根據以上所说的硬件设计所发挥的作用，我们可以知道对硬件设计进行合理有效的设计也是非常重要的。同时相关人员必须要做到对控制系统的优化设计以及多次实践来进行检验，只有做到这些，相关人员才可以对生产设备控制在可以操控的范围之内，并且在实际的工业发展生产中也能发挥很大的作用。
参考文献
[1]蒋海忠.PLC技术在电气工程自动化控制中的运用策略探究[J].价值工程，2018，37（17）：209-211.
[2]樊晓东.PLC控制技术在工业自动化中的应用论述[J].科技风，2018（03）：103.
[3]王浩.电气设备自动化控制中PLC技术的应用[J].科技创新导报，2017，14（33）：98-99.
[4]李玉琛，杨虔.电力自动化控制系统网络信息安全管理的研究与设计[J].电气应用，2017，36（16）：84-87.
关键词：PLC;自动化控制;网络诊断;系统
1导言
随着工厂工业自动化控制系统的发展， 系统中布置的分控站和子站数量越来越多，智能仪表的应用也更为广泛。 这些智能设备（包含分控站、子站、智能仪表等）通过不同的网络连接在一起，然后传送到上位机中。 智能设备的使用降低了工业自动化电缆敷设的工作量，系统采集到更多的数据，但同时增加了自动化控制系统维护工作的难度。
2网络架构设计
本项目的网络结构示意图如图 1 所示， 在自动化控制系统的网络结构中，与智能设备直接连接的有两层，分别是过程控制层和现场层。 过程控制层主要有监控计算机和 PLC 分控站、子站组成，采用以太网通信方式连接，主要作用是采集汇总各工艺段的生产运行情况，并根据事先编程进行数据存储、分析;接收操作人员的控制指令， 并通过 PLC 逻辑判断后驱动现场设备。现场层主要包括分布在车间的各种智能仪表、 智能设备， 采用Modbus 、 Profibus-DP 等现场总线协议连接， 其主要作用是采集智能仪表、智能设备的数据，并且总线的应用大大降低了控制电缆敷设的数量。在网络架构中必须设置一台核心 PLC ， 监控计算机通过以太网与核心 PLC 连接获取各个职能设备的状态。
3PLC自动化控制系统优化设计
3.1 控制系统的硬件优化设计
硬件设计是 PLC 控制系统稳定运行的基础，是 PLC 控制系统重要的环节，硬件设计主要包括输出电路设计和输入电路设计两种。
3.1.1 输出电路设计
输出电路在系统运行过程中主要是通过变频器或指示灯等设备向外部发出信号。对于输出电路的设计，应该要从整个电路的安全性出发。在输出电路的设计过程中，一定要按照PLC 自动化控制系统的要求进行设计，应该利用晶体管提高系统运行效率。在运行效率比较低的工作环境中，可以选择使用续电设备，将其作为输出电路设备。这个工作流程就比较简单，而且相应的工作效率也很高，可以在很大程度上增强 PLC 自动化控制系统输出电路的负载能力。如果PLC输出带一些感性负载的话，负载在断电的情况下会对 PLC 的输出造成浪涌电流冲击，可以采用在直流感性负载旁边并接续流二极管，交流感性负载并接浪涌的措施来将电路吸收，起到保护 PLC 的作用。
3.1.2 输入电路设计
PLC 的供电电源一般情况下为 AC85-240V，应用范围比较广，正常稳定的输入电路是 PLC 自动化控制设备进行工作的基础，同时还能控制系统的供电电源，具备良好的工作适应范围。针对我国现阶段工业的需求，PLC 自动化控制系统一定要有一个很强的抗干扰能力，同时还要考虑周围环境对电路的影响，这时候就需要安装电源净化元件，滤波电源、隔离变压器等。在隔离变压器中，系统实施双层隔离的方案，同时建立屏蔽层，降低外部环境对系统电路的影响。在输入电路的设计中，为了防止电路短路、电路电源稳定性不足的现象发生，一定要注意电源容量，一般情况下，选用的电源容量为输入电路功率的两倍。电路还需要很好的安全性，所以要安装相关型号的熔丝。
3.2 控制系统的软件优化设计
PLC 的软件设计需要进行程序的编写，将设计好的工艺流程图变为梯形图。根据实际需要，工作人员应该对 PLC 自动化控制系统的调整熟悉，一般程序编写分为两类：一种是独立的程序编写，这种程序编写比较简单，在实际应用中，可以独立运行，也可以作为整体中的一部分来运行。顺序结构、循环结构和条件分支结构是这种程序常见的结构类型。另外一种是模块化的程序编写，这种程序综合了多种程序，把一个总的控制目标分成了多个程序模块，分别进行编写，最后组合起来一起发挥作用，应用范围比较广，多用于比较复杂的生产工艺。
3.3 系统可靠性优化设计
影响 PLC 自动化控制系统可靠性的因素有很多种，除了电路设计、周围电路干扰、硬件的设计，软件的设计外，还有周围环境的影响、天气的因素等。PLC 自动化控制系统对于运行的环境要求也非常严格，有一定的温度和湿度要求，温度要求在零至五十五摄氏度之间，湿度一般要求在 35%-80% 之间，所以一定要注意到这些环境条件因素，只有让系统在规定的环境中工作，才能保证其高效的运行。此外，PLC 自动化控制系统接触到尘埃、油烟、水蒸气等都有可能产生一定的损坏，所以在不同的环境要对 PLC 自动化控制系统进行不一样的保护，在特殊的环境当中就要特殊的保护手段。
3.4 控制系统的抗干扰能力优化设计
首先，PLC 自动化控制系统可以在电源添加隔离变压器，以此降低电路承受的压力，减少电路故障的发生。隔离变压器一定要接地，接地性好的 PLC 自动化控制系统可以很好的抵抗磁场的干扰，同时当电路的电压有波动的时候，也能很好的避免电压冲击对电路产生破坏的现象。现阶段，常用的 PLC 抗干扰电路优化设计主要使用的是隔离、屏蔽和布线三种方案。其中，隔离是最常用的方案，主要是对系统运行周边出现的电容耦合进行隔离;而屏蔽也是比较常见的一种方式，其主要是将干扰源屏蔽到金属柜当中，确保系统在运行中处于一个正常的状态，这个抗干扰的方式用起来比较简单，而且产生的抗干扰性比较强，效果很好;布线就是将不同的信号线分散开来，将干扰源分散，在现阶段的工业生产中，也是一种比较常用的抗干扰方式。
4结语
在 PLC 自动化控制系统的安装方面，我们根据以上我们所说到的有关 PLC 自动化控制系统的有关设计要求，对 PLC 自动化控制系统进行更优质的设计。根據以上所说的硬件设计所发挥的作用，我们可以知道对硬件设计进行合理有效的设计也是非常重要的。同时相关人员必须要做到对控制系统的优化设计以及多次实践来进行检验，只有做到这些，相关人员才可以对生产设备控制在可以操控的范围之内，并且在实际的工业发展生产中也能发挥很大的作用。
参考文献
[1]蒋海忠.PLC技术在电气工程自动化控制中的运用策略探究[J].价值工程，2018，37（17）：209-211.
[2]樊晓东.PLC控制技术在工业自动化中的应用论述[J].科技风，2018（03）：103.
[3]王浩.电气设备自动化控制中PLC技术的应用[J].科技创新导报，2017，14（33）：98-99.
[4]李玉琛，杨虔.电力自动化控制系统网络信息安全管理的研究与设计[J].电气应用，2017，36（16）：84-87.