PLC自動化控制優化分析

摘 要：PLC自動化控制系統是一種重要的電子系統，被廣泛的應用在石油化工、數控機床、鋼鐵加工、汽車制造等很多領域，是一種非常便捷高效的應用工具，通過深入分析和研究PLC自動化控制系統，不斷進行優化和改進，推動PLC自動化控制更好地為人們服務。本文分析了PLC及PLC自動化控制，闡述了PLC自動化控制的優化分析。

關鍵詞：PLC；自動化控制；優化

中圖分類號：TM921.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01

隨著現代化工業生產的快速發展，越來越多的模擬量和數字量的控制裝置被應用在各個生產運營環節，如流量、壓力、溫度的控制和設定，產品計數，電磁閥開閉等，PLC自動化控制技術能夠實現對這些生產運營環節的自動化控制，因此要結合PLC自動化控制系統的結構特點，進一步優化和改進，不斷提高PLC自動化控制系統的功能，滿足人們的需求。

一、PLC及PLC自動化控制

PLC（Programmable Logic Controller）是一種以匯編程序為基礎的控制器，由通信模塊、功能模塊、輸入輸出電路接口、儲存器、中央處理器和電源等組成[1]，主要的功能是數字控制。PLC主要進行數字操作，通過識別0點數和1點數，處理和傳輸信息數據，然后管理和控制電磁閥或者電機開關，還可以對系統中某些電力設備的溫度、流量、壓力等參數進行控制。

PLC自動化控制是指結合工業生產的實際需求，選擇的合適型號的PLC 裝置，實現對工業生產環節的自動化控制。企業在引入PLC自動化控制系統后，有效地減輕了工作人員的工作量，由于PLC自動化控制系統自動化、集成化和智能化程度較高，在日常運行過程中，企業只需要安排專業的管理人員來維護和管理系統即可，PLC自動化控制技術，極大地提高企業工業生產的運行效率，降低了人工操作的失誤率，能夠有效地提高生產質量。

二、PLC自動化控制的優化分析

（一）提高抗干擾性

PLC自動化控制系統良好的抗干擾性是PLC自動化控制系統安全穩定運行的重要保障，通常，PLC自動化控制系統的干擾主要有四種干擾情況：常模干擾、共模干擾、反電勢干擾和電弧干擾。常模干擾是指感性電氣設備和感性負載產生的反向電勢。共模干擾是指系統的接地線、輸入輸出信號線以及電源線之間的電位差，會導致PLC自動化控制系統各線路和內部回路之間電磁電容充放電，引起系統線路電壓發生大幅度的波動。反電勢干擾是指PLC自動化控制系統中在切斷電源時，電磁閥、繼電器、接觸器等電磁設備會產生反電勢 [2]，對設備的勵磁線圈產生干擾。電弧干擾是指在PLC自動化控制系統中的繼電器、接觸器、按鈕等設備在切斷負載時，電器設備中的觸點之間會產生電弧，切斷時，瞬間電流越大，所用時間越長，電壓會越大，干擾越強烈。

針對這四種干擾情況，可以通過以下幾種方法，優化PLC自動化控制系統，提高干擾性。

1.電源部分抗干擾方法。電源部分的抗干擾能力直接關系著整個PLC自動化控制系統的運行性能。電源部分中最重要的元件是電源變壓器，在電磁干擾較嚴重的情況下，可以在PLC自動化控制系統中將隔離屏蔽層變壓器和交流電源進行連接，將隔離屏蔽層出口線接地，由于變壓器的電磁容量很大，隔離變壓器能夠有效地阻止系統電源的電磁干擾，提高系統抗共模干擾能力。另外，在PLC自動化控制系統運行穩定的情況下，可以將濾波器和隔離屏蔽層變壓器連接在一起，濾波器能夠有效地減弱干擾信號，提高PLC自動化控制系統的安全性和穩定性。

2.感性負載的抗干擾方法。PLC自動化控制系統中的感性負載具有很強的儲能作用，當系統繼電器的觸電斷開的瞬間，感性負載會在電路中產生高出線路電壓的反電勢，由于繼電器觸電的抖動，在閉合時會差生電弧，這些都會對PLC自動化控制系統產生很大的干擾。因此，可以在PLC自動化控制系統的感性負載的輸入輸出端口連接浪涌電流抑制電路。

3.完善PLC自動化控制設備的接地設計。良好的接地設計是PLC自動化控制系統安全穩定運行的重要基礎，能夠有效地避免系統發生線路電壓沖擊損害，因此要不斷完善PLC自動化控制設備的接地設計，提高系統的抗干擾能力。在PLC自動化控制系統中，可以采用串聯一點式或者并聯一點式的接地線設計方式，集中式的PLC自動化控制系統適合采用并聯一點式的接地線設計方式，將系統設備中單獨的中心接地線連接接地極，如果系統設備之間的間距較大，可以采用串聯一點式的接地線設計，用絕緣電纜連接設備的中心接地線，將母線和接地極直接連接起來。

（二）提高可靠性

PLC自動化控制系統主要有電容、電阻、晶體管和半導體集成電路等元器件組成，周圍環境的濕度和溫度對于這些元器件的使用壽命和可靠性有著直接的影響。通常情況，要將PLC自動化控制系統運行環境的相對濕度保持在40%～70%，溫度保持在10%～40%[3]，并且空氣中不能有鹽分、有機溶劑、油霧、油分、水分、腐蝕性氣體、導電性粉末、塵埃等，導電性粉末如果落在某些電氣設備上，會可能會發生誤動作，導致線路短路或者絕緣性能下降，塵埃會導致設備柜、盤上的溫度上升，堵塞過濾器的網眼，引起設備接觸不良。

（三）優化PLC 輸入輸出電路設計

輸入輸出電路是PLC自動化控制系統接收和輸出模擬量、開關量等信號的端口，接線方式、元件質量都是影響PLC自動化控制系統安全穩定運行的重要因素。以系統輸入的開關量為例，線路的接線必須牢固，按鈕設備的開關觸電要保持良好的接觸狀態，對于輸出的開關量，PLC自動化控制系統的輸出有三形式：晶體管輸出、晶閘管輸出和繼電器輸出。具體使用哪一種輸出形式，要根據PLC自動化控制系統中的負載要求來選擇，確保系統的可靠性，結合系統的實際運行要求，進一步優化PLC輸入輸出電路設計。

三、結束語

PLC自動化控制優化設計要結合實際的系統需求和PLC自動化控制的結構特點，不斷地進行探索和改造，提高系統抗干擾性、可靠性和穩定性，推動PLC自動化控制系統的廣泛應用。

參考文獻：

[1]高尚軍，高杰.PLC自動化控制優化探析[J].科技傳播，2013（09）：29+4.

[2]李懷智.試析PLC自動化控制系統的優化設計[J].中國新技術新產品，2011（11）：144.

[3]汪陽.淺析對PLC的自動化控制系統的優化設計[J].科技風，2012（11）：83.