PLC技術(shù)自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)淺談

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1自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化的概念

對自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，從而提高了工作效率，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)也給企業(yè)帶來了很大的經(jīng)濟(jì)效益。但是對自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，一定要遵守相關(guān)的優(yōu)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，從滿足被控制對象的工作需求出發(fā)，結(jié)合自動化控制系統(tǒng)的功能和環(huán)境應(yīng)用情況，從而設(shè)定該自動化控制系統(tǒng)。但是這個(gè)需要進(jìn)行一個(gè)相關(guān)的分析，還要對數(shù)據(jù)資料等進(jìn)行研究，才能進(jìn)行。為了提升工作效率，系統(tǒng)的運(yùn)行要求就會越來越高，所以要對系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)合理、科學(xué)、規(guī)范、簡約性設(shè)計(jì)的方案制定。在工作中遵守方案，能讓企業(yè)降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化，但同時(shí)也要確保系統(tǒng)運(yùn)作的安全性和可靠性。plc自動化控制目標(biāo)的制定是提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)，所以優(yōu)化PLC是企業(yè)取得利益的重要保障。

2PLC自動化控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1控制系統(tǒng)的硬件優(yōu)化設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)是PLC控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，是PLC控制系統(tǒng)重要的環(huán)節(jié)，硬件設(shè)計(jì)主要包括輸出電路設(shè)計(jì)和輸入電路設(shè)計(jì)兩種。

2.1.1輸出電路設(shè)計(jì)

輸出電路在系統(tǒng)運(yùn)行過程中主要是通過變頻器或指示燈等設(shè)備向外部發(fā)出信號。對于輸出電路的設(shè)計(jì)，應(yīng)該要從整個(gè)電路的安全性出發(fā)。在輸出電路的設(shè)計(jì)過程中，一定要按照PLC自動化控制系統(tǒng)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)該利用晶體管提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。在運(yùn)行效率比較低的工作環(huán)境中，可以選擇使用續(xù)電設(shè)備，將其作為輸出電路設(shè)備。這個(gè)工作流程就比較簡單，而且相應(yīng)的工作效率也很高，可以在很大程度上增強(qiáng)PLC自動化控制系統(tǒng)輸出電路的負(fù)載能力。如果PLC輸出帶一些感性負(fù)載的話，負(fù)載在斷電的情況下會對PLC的輸出造成浪涌電流沖擊，可以采用在直流感性負(fù)載旁邊并接續(xù)流二極管，交流感性負(fù)載并接浪涌的措施來將電路吸收，起到保護(hù)PLC的作用。

2.1.2輸入電路設(shè)計(jì)

PLC的供電電源一般情況下為AC85-240V，應(yīng)用范圍比較廣，正常穩(wěn)定的輸入電路是PLC自動化控制設(shè)備進(jìn)行工作的基礎(chǔ)，同時(shí)還能控制系統(tǒng)的供電電源，具備良好的工作適應(yīng)范圍。針對我國現(xiàn)階段工業(yè)的需求，PLC自動化控制系統(tǒng)一定要有一個(gè)很強(qiáng)的抗干擾能力，同時(shí)還要考慮周圍環(huán)境對電路的影響，這時(shí)候就需要安裝電源凈化元件，濾波電源、隔離變壓器等。在隔離變壓器中，系統(tǒng)實(shí)施雙層隔離的方案，同時(shí)建立屏蔽層，降低外部環(huán)境對系統(tǒng)電路的影響。在輸入電路的設(shè)計(jì)中，為了防止電路短路、電路電源穩(wěn)定性不足的現(xiàn)象發(fā)生，一定要注意電源容量，一般情況下，選用的電源容量為輸入電路功率的兩倍。電路還需要很好的安全性，所以要安裝相關(guān)型號的熔絲。

2.2控制系統(tǒng)的軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)

PLC的軟件設(shè)計(jì)需要進(jìn)行程序的編寫，將設(shè)計(jì)好的工藝流程圖變?yōu)樘菪螆D。根據(jù)實(shí)際需要，工作人員應(yīng)該對PLC自動化控制系統(tǒng)的調(diào)整熟悉，一般程序編寫分為兩類：一種是獨(dú)立的程序編寫，這種程序編寫比較簡單，在實(shí)際應(yīng)用中，可以獨(dú)立運(yùn)行，也可以作為整體中的一部分來運(yùn)行。順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和條件分支結(jié)構(gòu)是這種程序常見的結(jié)構(gòu)類型。另外一種是模塊化的程序編寫，這種程序綜合了多種程序，把一個(gè)總的控制目標(biāo)分成了多個(gè)程序模塊，分別進(jìn)行編寫，最后組合起來一起發(fā)揮作用，應(yīng)用范圍比較廣，多用于比較復(fù)雜的生產(chǎn)工藝。

2.3系統(tǒng)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)

影響PLC自動化控制系統(tǒng)可靠性的因素有很多種，除了電路設(shè)計(jì)、周圍電路干擾、硬件的設(shè)計(jì)，軟件的設(shè)計(jì)外，還有周圍環(huán)境的影響、天氣的因素等。PLC自動化控制系統(tǒng)對于運(yùn)行的環(huán)境要求也非常嚴(yán)格，有一定的溫度和濕度要求，溫度要求在零至五十五攝氏度之間，濕度一般要求在35%-80%之間，所以一定要注意到這些環(huán)境條件因素，只有讓系統(tǒng)在規(guī)定的環(huán)境中工作，才能保證其高效的運(yùn)行。此外，PLC自動化控制系統(tǒng)接觸到塵埃、油煙、水蒸氣等都有可能產(chǎn)生一定的損壞，所以在不同的環(huán)境要對PLC自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行不一樣的保護(hù)，在特殊的環(huán)境當(dāng)中就要特殊的保護(hù)手段。

2.4控制系統(tǒng)的抗干擾能力優(yōu)化設(shè)計(jì)

首先，PLC自動化控制系統(tǒng)可以在電源添加隔離變壓器，以此降低電路承受的壓力，減少電路故障的發(fā)生。隔離變壓器一定要接地，接地性好的PLC自動化控制系統(tǒng)可以很好的抵抗磁場的干擾，同時(shí)當(dāng)電路的電壓有波動的時(shí)候，也能很好的避免電壓沖擊對電路產(chǎn)生破壞的現(xiàn)象?，F(xiàn)階段，常用的PLC抗干擾電路優(yōu)化設(shè)計(jì)主要使用的是隔離、屏蔽和布線三種方案。其中，隔離是最常用的方案，主要是對系統(tǒng)運(yùn)行周邊出現(xiàn)的電容耦合進(jìn)行隔離；而屏蔽也是比較常見的一種方式，其主要是將干擾源屏蔽到金屬柜當(dāng)中，確保系統(tǒng)在運(yùn)行中處于一個(gè)正常的狀態(tài)，這個(gè)抗干擾的方式用起來比較簡單，而且產(chǎn)生的抗干擾性比較強(qiáng)，效果很好；布線就是將不同的信號線分散開來，將干擾源分散，在現(xiàn)階段的工業(yè)生產(chǎn)中，也是一種比較常用的抗干擾方式。

3結(jié)束語

在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該避免電磁干擾情況，對PLC自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，符合生產(chǎn)的需要，專業(yè)人員應(yīng)該根據(jù)PLC在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，不斷優(yōu)化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)完善的運(yùn)行方案。

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[3]劉曉云.基于PLC的機(jī)器人電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2016(22).

作者：周旭 單位：山東華宇工學(xué)院