论文部分内容阅读
摘要：目前，工业领域正在以持续不断增长的速度向前发展着，并且其已经在我国整体经济中占有者极为重要的比重。此外，随着信息技术以及计算机技术的不断发展，从而为PLC自动化控制技术的出现创造了机遇。在现阶段，PLC自动化控制系统已经在我国工业领域中有所应用，并且由于其可以显著提升生产效率，降低工人劳动强度，使得其已经被社会所关注。
关键词：PLC系统;自动化控制;优化设计
引言
PLC自动化控制系统在较大程度上促进我国工业的发展，其具有一系列的优势，可以有效优化生产过程，提升控制效果。但是，在未来的发展中，需要结合工业生产工艺要求，积极优化研究PLC自动化控制系统，从硬件优化和软件优化两个方面着手，完善PLC自动化控制系统的功能，提升其整体运行效率，在工业生产领域内发挥更大的价值。
1 PLC自动化控制系统的设备选型
PLC主要是对工业生产进行自动化控制，而控制规模则根据具体的生产情况而定。经过近些年的发展，在市场上出现了多种类型的PLC系统，适用于不同的生产范围。在进行选择时，应充分结合自身的生产实际，对被控设备的各项参数进行准确的分析，同时，还要考虑到不同厂家的品牌价值、产品服务、技术支持等因素，经过调查比较，最后选择出最为适用的PLC系统。具体来说，可从如下几个方面进行分析：
1.1 明确控制系统的规模
应结合自身的生产流程、控制需要来明确PLC系统的规模。一般来说，可将其分为以下几种：初等规模，主要是应用在小规模生产过程，控制过程开关量为主;中等规模，主要是应用在生产较为复杂，闭环控制的系统中;大规模，主要是应用在生产规模比较大，实现自动化网络控制的系统中。
1.2 确定I/O点数和类型
对于PLC系统的I/O点数和类型选择来说，应结合总体的生产流程、复杂情况进行整体上的考虑，这对于节省成本、提高企业效益非常重要。因其电流输出端所承载的负载有着很大的不同，所选材料也有所不同，适当的电流输出对于系统的稳定性有着关键性的影响。
1.3系统编程工具的选择
编程工具主要包括以下三种：一是，普通手持编程器，仅用于普通语句的编程，有着易操作、低成本的特点;二是，图形编程器，主要实现的是梯形图编程，操作方便，直观性强，但所需成本较高;三是，计算机编程，是当前最为先进的编程工具，利用计算机技术进行编程，成本较高，但应用这种方式的效率也是最高的，可用于各种复杂的自动化控制系统。
2 PLC技术分析
PLC是一種控制芯片，在生产实践中作为自动控制系统，将传统机械式的工业上产进行一定的转变，将其进行罗技术的变化，最终形成控制的控制系统。在PLC的存储器中，通过可编程的方式进行云状，进而执行成生产过程中会用到的必要运算、记录或者控制等的相关操作指令，且针对具体的相应模拟量做出输入操作，可以多工业的生产过程做出控制。即PLC技术是一种现代化的产物，结合传统的继电触控技术和现代的微机技术，合二为一形成的一种现代化产物，所运用到的微机技术恰到好处的将传统的触控技术中存在的瑕疵加以弥补，通用性能更高、接线简便同时能耗较低，为自动化得到更好发展发挥重要作用。
基于PLC的特点，具体来说包括：功能完善;体积非常小，比较省电;具有高度的可靠性能，在工业环境中相当适用;控制程序可变，柔性很好;同时掌握维修都比较方便等。
3 PLC自动化控制系统的优化设计
3.1硬件设计
硬件设计，是其中最重要的一个环节，对于系统运行的安全性、可靠性有着很大的影响，下面依次进行论述。
（1）输入电路的设计。PLC在供电电源的选用上，所选择的范围比较广，但是为了应对可能的干扰，需要增加相应的隔离元件，以及接地等措施来有效降低电路运行过程中产生的干扰。一般来说，电源会使用DC24V，在带有负载的时候需要考虑容量，避免出现短路等问题，这对于保证系统的安全性以及稳定性是非常关键的，因为一旦发生过载现象就会对PLC的运行造成很大的影响，多数情况下电源容量是输入功率的两倍。
（2）输出电路的设计。根据工业生产的需要，各类设备的开启、停止都要经由晶体管来完成输出，其更多的适用于高频的动作上，反应时间短;其他情况下，则应在继电器完成输出，这有利于实现输出电路的设计，对于提高系统的抗干扰能力也有一定帮助。
对两个比较关键的输出量来说，不仅在系统的内部实现互锁，还要在其外部也实现互锁，以提高系统运行的可靠性、稳定性。如果是一些比较常见的交流开关类型的负载形式，则需要应用中间继电器来完成相应的驱动。
（3）抗干扰设计。随着自动化技术的不断发展，变频调速装置的应用也变得越来越广泛，一方面改善了系统的性能，另一方面也带来了交流电网层面的污染，以及干扰性问题，因此，在进行系统设计时还要考虑到抗干扰的问题。通常来说，会用到下面这三种方法：
一是，隔离，由于系统中出现的高频干扰是因为其中的电容之间发生耦合而造成的，因此，就要用到超隔离变压装置，将中性点经过电容来进行接地;二是，屏蔽，常常会用到金属的外壳来完成屏蔽作用，将系统安装在金属装置里，再对其外壳进行接地，以隔离磁场，避免出现对信号的干扰;三是，布线，在布设线路的过程中，要注意分开强电、弱电信号，以提高系统的安全性。
3.2软件设计
软件的设计也是非常重要的，主要是根据相应的标准将工艺的程序图转换为梯形图，过程的编写则是其具体实现形式。在应用阶段，好的设计方案是非常关键的。
（1）程序的设计理念。基本的程序，不但可以利用独立的程序对简单的生产过程进行控制与管理，还能组合成模块化的单元程序，基本程序机构有很多种，需根据生产需要进行合理的选择。
模块化的程序，则是对一个总体的控制目标程序进行划分，进而得到多个小的程序模块，接着再逐一进行编写、调试，最后将其组成一个完整的程序。在当前的自动化系统中，多数采用的是这种设计理念，因为各个生产模块都有其独立性，互相之间又有着一定的联系，可进行修改，适用于比较复杂的生产过程。
（2）程序的设计要点。I/O点数分配，应基于从前至后的基本原则，将相关信号数据进行汇总、分析，以便于后续的维护。当然，不能重复应用一个编号。此外，系统中大量用到的内部继电器等，也要进行集中分配。
4 结语
总之，PLC自动化控制系统对我国工业领域的发展具有非常重要的作用，随着时代的发展和进步以及科学技术的不断应用，应加强对PLC自动化控制系统的优化和设计，并不断运用先进的科学技术手段对系统进行创新和完善，以有效提升整个自动化控制系统的整体运作效率。PLC自动化控制系统应该归类于电子运行系统，其在工业领域具有极大的应用前景，设计者需要广泛采集一线工作人员的意见和建议，将这些想法融合到设计方案之中，在整体上提升系统的可靠性、安全性和高效性。
参考文献：
[1]马剑.PLC自动化控制系统的优化设计研究[J].山东工业技术，2019（05）：144.
[2]姜学庆.PLC技术和PLC自动化控制系统优化设计[J].电子技术与软件工程，2018（17）：128.
[3]曾秀英.PLC自动化控制系统优化设计分析[J].时代农机，2018，45（01）：50+52.
[4]吕伟.PLC自动化控制系统优化设计探究[J].通讯世界，2017（13）：292.
[5]袁传信.PLC自动化控制系统优化设计探究[J].赤峰学院学报（自然科学版），2015，31（01）：58-59.
课题项目：国家教育发展研究中心成都教育改革研究基地、四川省教育厅人文社会科学重点研究基地—统筹城乡教育发展研究中心资助项目（项目编号：TCCXJY-2018-B18）
关键词：PLC系统;自动化控制;优化设计
引言
PLC自动化控制系统在较大程度上促进我国工业的发展，其具有一系列的优势，可以有效优化生产过程，提升控制效果。但是，在未来的发展中，需要结合工业生产工艺要求，积极优化研究PLC自动化控制系统，从硬件优化和软件优化两个方面着手，完善PLC自动化控制系统的功能，提升其整体运行效率，在工业生产领域内发挥更大的价值。
1 PLC自动化控制系统的设备选型
PLC主要是对工业生产进行自动化控制，而控制规模则根据具体的生产情况而定。经过近些年的发展，在市场上出现了多种类型的PLC系统，适用于不同的生产范围。在进行选择时，应充分结合自身的生产实际，对被控设备的各项参数进行准确的分析，同时，还要考虑到不同厂家的品牌价值、产品服务、技术支持等因素，经过调查比较，最后选择出最为适用的PLC系统。具体来说，可从如下几个方面进行分析：
1.1 明确控制系统的规模
应结合自身的生产流程、控制需要来明确PLC系统的规模。一般来说，可将其分为以下几种：初等规模，主要是应用在小规模生产过程，控制过程开关量为主;中等规模，主要是应用在生产较为复杂，闭环控制的系统中;大规模，主要是应用在生产规模比较大，实现自动化网络控制的系统中。
1.2 确定I/O点数和类型
对于PLC系统的I/O点数和类型选择来说，应结合总体的生产流程、复杂情况进行整体上的考虑，这对于节省成本、提高企业效益非常重要。因其电流输出端所承载的负载有着很大的不同，所选材料也有所不同，适当的电流输出对于系统的稳定性有着关键性的影响。
1.3系统编程工具的选择
编程工具主要包括以下三种：一是，普通手持编程器，仅用于普通语句的编程，有着易操作、低成本的特点;二是，图形编程器，主要实现的是梯形图编程，操作方便，直观性强，但所需成本较高;三是，计算机编程，是当前最为先进的编程工具，利用计算机技术进行编程，成本较高，但应用这种方式的效率也是最高的，可用于各种复杂的自动化控制系统。
2 PLC技术分析
PLC是一種控制芯片，在生产实践中作为自动控制系统，将传统机械式的工业上产进行一定的转变，将其进行罗技术的变化，最终形成控制的控制系统。在PLC的存储器中，通过可编程的方式进行云状，进而执行成生产过程中会用到的必要运算、记录或者控制等的相关操作指令，且针对具体的相应模拟量做出输入操作，可以多工业的生产过程做出控制。即PLC技术是一种现代化的产物，结合传统的继电触控技术和现代的微机技术，合二为一形成的一种现代化产物，所运用到的微机技术恰到好处的将传统的触控技术中存在的瑕疵加以弥补，通用性能更高、接线简便同时能耗较低，为自动化得到更好发展发挥重要作用。
基于PLC的特点，具体来说包括：功能完善;体积非常小，比较省电;具有高度的可靠性能，在工业环境中相当适用;控制程序可变，柔性很好;同时掌握维修都比较方便等。
3 PLC自动化控制系统的优化设计
3.1硬件设计
硬件设计，是其中最重要的一个环节，对于系统运行的安全性、可靠性有着很大的影响，下面依次进行论述。
（1）输入电路的设计。PLC在供电电源的选用上，所选择的范围比较广，但是为了应对可能的干扰，需要增加相应的隔离元件，以及接地等措施来有效降低电路运行过程中产生的干扰。一般来说，电源会使用DC24V，在带有负载的时候需要考虑容量，避免出现短路等问题，这对于保证系统的安全性以及稳定性是非常关键的，因为一旦发生过载现象就会对PLC的运行造成很大的影响，多数情况下电源容量是输入功率的两倍。
（2）输出电路的设计。根据工业生产的需要，各类设备的开启、停止都要经由晶体管来完成输出，其更多的适用于高频的动作上，反应时间短;其他情况下，则应在继电器完成输出，这有利于实现输出电路的设计，对于提高系统的抗干扰能力也有一定帮助。
对两个比较关键的输出量来说，不仅在系统的内部实现互锁，还要在其外部也实现互锁，以提高系统运行的可靠性、稳定性。如果是一些比较常见的交流开关类型的负载形式，则需要应用中间继电器来完成相应的驱动。
（3）抗干扰设计。随着自动化技术的不断发展，变频调速装置的应用也变得越来越广泛，一方面改善了系统的性能，另一方面也带来了交流电网层面的污染，以及干扰性问题，因此，在进行系统设计时还要考虑到抗干扰的问题。通常来说，会用到下面这三种方法：
一是，隔离，由于系统中出现的高频干扰是因为其中的电容之间发生耦合而造成的，因此，就要用到超隔离变压装置，将中性点经过电容来进行接地;二是，屏蔽，常常会用到金属的外壳来完成屏蔽作用，将系统安装在金属装置里，再对其外壳进行接地，以隔离磁场，避免出现对信号的干扰;三是，布线，在布设线路的过程中，要注意分开强电、弱电信号，以提高系统的安全性。
3.2软件设计
软件的设计也是非常重要的，主要是根据相应的标准将工艺的程序图转换为梯形图，过程的编写则是其具体实现形式。在应用阶段，好的设计方案是非常关键的。
（1）程序的设计理念。基本的程序，不但可以利用独立的程序对简单的生产过程进行控制与管理，还能组合成模块化的单元程序，基本程序机构有很多种，需根据生产需要进行合理的选择。
模块化的程序，则是对一个总体的控制目标程序进行划分，进而得到多个小的程序模块，接着再逐一进行编写、调试，最后将其组成一个完整的程序。在当前的自动化系统中，多数采用的是这种设计理念，因为各个生产模块都有其独立性，互相之间又有着一定的联系，可进行修改，适用于比较复杂的生产过程。
（2）程序的设计要点。I/O点数分配，应基于从前至后的基本原则，将相关信号数据进行汇总、分析，以便于后续的维护。当然，不能重复应用一个编号。此外，系统中大量用到的内部继电器等，也要进行集中分配。
4 结语
总之，PLC自动化控制系统对我国工业领域的发展具有非常重要的作用，随着时代的发展和进步以及科学技术的不断应用，应加强对PLC自动化控制系统的优化和设计，并不断运用先进的科学技术手段对系统进行创新和完善，以有效提升整个自动化控制系统的整体运作效率。PLC自动化控制系统应该归类于电子运行系统，其在工业领域具有极大的应用前景，设计者需要广泛采集一线工作人员的意见和建议，将这些想法融合到设计方案之中，在整体上提升系统的可靠性、安全性和高效性。
参考文献：
[1]马剑.PLC自动化控制系统的优化设计研究[J].山东工业技术，2019（05）：144.
[2]姜学庆.PLC技术和PLC自动化控制系统优化设计[J].电子技术与软件工程，2018（17）：128.
[3]曾秀英.PLC自动化控制系统优化设计分析[J].时代农机，2018，45（01）：50+52.
[4]吕伟.PLC自动化控制系统优化设计探究[J].通讯世界，2017（13）：292.
[5]袁传信.PLC自动化控制系统优化设计探究[J].赤峰学院学报（自然科学版），2015，31（01）：58-59.
课题项目：国家教育发展研究中心成都教育改革研究基地、四川省教育厅人文社会科学重点研究基地—统筹城乡教育发展研究中心资助项目（项目编号：TCCXJY-2018-B18）