工业自动化生产过程中PLC控制系统的设计

张金辉 张晨蕾

【摘要】随着我国科技的发展，工业自动化技术也取得了显著的进步，其中，通过PLC控制系统进行工业自动化生产的提升效果明显。如何设计PLC控制系统，对于保证工业自动化生产有重要意义。本文主要探讨了工业自动化生产过程中PLC控制系统的设计

【关键词】工业自动化生产;PLC控制系统;设计

PLC技术目前在工业自动化生产过程中应用广泛，并且取得了显著的效果。微电子技术和计算机技术是PLC技术的核心，通过有效利用这两种技术，可以保证PLC技术的高效功能。

1.PLC控制系统概述

目前我国工业发展迅速，相关生产技术也随着有明显进步。PLC（Programmabie Logic Controller）技术开始广泛应用在工业自动化生产过程中，且效果显著。在我国来说，目前PLC技术主要包括以下两个方面，第一是向工业自动化生产过程中输送所采样的数据，第二是自动整合接收的数据，将整理好的数据编辑到程序当中。在运行PCL技术时，要求工作人员在操作时严格遵照运行标准，正确进行逻辑运算，严格执行扫描，整理，收集信息全部过程，保证所得到的结果未超过正常。后续进行检验，确认所得的数据无错误，将结果存入存储器，进行后续自动化技术输出[1]。

在选择PLC控制系统时，需要注意以下事项：（1）系统需要较多的IQ点数，彼此之间密切相连，难以控制;（2）系统的生产流程不稳定，变数大，需要随时调控输入，输出控制量;（3）控制设备需要安装到体积较小的系统设备中;（4）定时方式多样，运算的逻辑复杂;（5）需要联系其他通信设备：（6）对控制系统的要求较高，要求其处于现场中。

2.如何优化工业自动化生产过程中PLC控制系统的设计方法

2.1顺应PLC控制系统在工业自动化生产领域的发展趋势

顺应PLC控制系统在生产过程中可以达到的每种效应，并对控制系统继续进行优化，将该系统与实际的生产需求相结合，从整体提升PLC控制系统的质量，保证可以全程集中监测工业自动化生产，促进企业的自动化和信息化生产[2]。

2.2優化PLC控制系统的安装环境和安装位置

对系统的安装环境进行优化，所选择的安装环境切忌在电场和磁场中，除此之外，安装的位置保证足够安静，没有震动，还需要注意安装在阳光难以照射的暗处，温度维持在0-55℃之间，湿度维持在35%-85%之间。在选择最佳位置安装好后，还要注意安装好防水防尘装置。垂直安装CPU和扩展单元时注意散热[3]。

2.3处理好PLC控制系统的外部干扰因素

在安装PLC系统前，首先要对安装环境进行密切考核，具体的观察指标包括感染系数，电波干扰，输入信号干扰，电磁接触器干扰和接地干扰等。为了有效降低在安装后各种因素对控制系统的干扰，可以为PLC控制系统安装隔离变压器，独立接地设备和稳压器等。

2.4 电气系统的优化设计

在整个设计过程中，要建立标准化，模块化的理念。

在系统规划期间，将系统划分为功能单元是重要一步，可以进一步将这些功能单元细分为单个模块，设计单个模块时应注意使用模块化结构，因为单个模块可以更容易地重复使用，并且为模板可视化创建统一的操作和显示。

在电气设计期间，电气规划应定义要使用的硬件和信号接线的标准，可以将项目中的模板、IO的接线、站点之间的连接、对应符号名称等信息设计成标准化的元素，这些内容设计出来，都可以在后期PLC程序编制阶段或者不同的系统中被复制、重复利用的。

在PLC程序编制期间，可重复利用的程序、画面甚至整个系统，都可以生成标准的库，这些库元素，可以在不同的系统中被重复利用的，并且具备版本管理的功能。如果所有的系统都应用这些标准化的元素，就节省了大量的需要重复性开发的工作量。这些标准的基础元素的开发，也是后期标准化系统设计的基础。

2.5软件系统

为了保证在工业自动化生产中高效应用PLC控制系统，充分利用计算机技术进行开发，使其可以更好的完成PLC的软件编制工作。为了保证软件编制系统较高的准确性，编程应用标准化的理念，可以分以下几个方面：

1.易读性方面，变量和功能块名称有统一的命名规则。为统一编程提供了一套协调的规则，使程序更加统一，更易于阅读理解和测试。

2.灵活性方面，程序采用统一的编程规则，模块接口，通信接口，数据格式，数据保留等，可以通过模块界面轻松交换数据，防止了无意的错误连接，程序易于扩展和维护。

3.重复性方面，程序使用多重背景和全局数据，以及程序库。经常使用的对象可以创建一次，测试并在库中作为标准保存，以便重用于其他系统。实现高参数化（参数传输到接口），高度可重用性（库文件），集中可变性（库文件）。

4.维护的角度，程序里应采用推荐的编程方式和注释，编程语言中SCL类似于高级语言，适用于复杂算法、数据处理，LAD/FBD适用于逻辑处理，易于程序诊断，GRAPH善于处理顺序控制。具体使用中，各种语言尽量用其优点。

3.小结

在21世纪工业自动化发展迅速，在工业自动化生产过程中广泛应用了PLC控制系统，为了保证系统可以最大限度发挥自身效用，需要对开发者综合素质不断进行提高。采用优化的控制系统设计，使用现有标准最大限度地减少程序创建和调试工作，简化诊断和故障排除，提高工程效率。

参考文献

[1]刘友军.在工业自动化生产过程中PLC控制系统的设计方法探究[J].通信电源技术，2020，37（2）：236-237.

[2]陈晓玲，李楠，邓媞.工业自动化生产过程中PLC控制系统的设计[J].中国新技术新产李联军.在工业自动化生产过程中PLC控制系统的设计方法[J].大观周刊，2012，（12）：143-144.品，2019，（14）：7-8.

[3]张嘎.工业自动化生产过程中PLC控制系统的设计方法[J].数字技术与应用，2018，36（3）：12-13.