PLC自動化控制系統的優化設計研究

羅斌

摘要：隨著科技進步，促進PLC自動化控制系統的不斷發展，PLC自動化控制技術因為具有一系列優勢，被廣泛應用于工業領域中。實踐研究表明，其能夠促使生產效率得到提升，工人勞動強度得到降低，生產安全得到保障。在未來的發展中，需要繼續優化PLC自動化控制系統，將其功能、作用更好的發揮出來。本文就PLC自動化控制系統的優化設計展開探討。

關鍵詞：PLC技術;自動化控制;優化設計電氣工程

引言

對于PLC技術來說，它最早的起源國家是美國，主要是通過汽車延伸出PLC技術，隨后各個國家開始不斷的對PLC技術進行研究，引用到各個系統設備中，可以說多元化技術都在不斷的使用。對于我國來說工業領域在我國經濟的整體水平比較高，信息技術及其計算機技術在不斷的取代傳統的發展，因此我們要不斷的拓展該技術的創新，從數據到控制及其設計上都需要不斷的強化和完善。為PLC技術和自動化控制系統的發展引領時代前端。

1自動化控制系統優化的概念

對自動化控制系統進行優化，提高了工作效率，降低了生產成本，同時也給企業帶來了很大的經濟效益。但是對自動化控制系統進行優化時，一定要遵守相關的優化設計準則，從滿足被控制對象的工作需求出發，結合自動化控制系統的功能和環境應用情況，從而設定該自動化控制系統，這需要進行一個相關的分析，并對數據資料等進行研究，才能進行。為了提升工作效率，系統的運行要求就會越來越高，所以要對系統進行一個合理、科學、規范、簡約性設計的方案制定。在工作中遵守方案，能讓企業降低系統運行成本，實現經濟利益最大化，但同時也要確保系統運作的安全性和可靠性。PLC自動化控制目標的制定是提高生產效率的基礎，所以優化PLC是企業取得利益的重要保障。

2 PLC自動化控制系統優化設計原則

隨著工業控制需求的不斷提高，PLC控制系統設計也在不斷優化。目前PLC系統可以分為硬件系統和軟件系統兩個部分，硬件系統主要包括嵌入式CPU、電源電路、通用輸入輸出接口、通信模塊、驅動模塊。軟件系統主要包括嵌入式操作系統以及應用線程。為了提高生產效率，在進行PLC系統優化時應當遵循一定的原則：（1）PLC系統應當足夠安全可靠，保證其長時間穩定運行，且應當具有一定的容錯性。（2）應當最大限度地滿足被控系統的控制需求。（3）在滿足安全性和控制性的需求前提下，力求系統的簡單性和經濟性。（4）保證PLC系統具有良好的可拓展性，考慮到工業和技術的發展留下一定的設計裕度。（5）保證PLC良好的實用性和可維護性。

3 PLC自動化控制系統的優化設計

3.1硬件優化

3.1.1輸入電路

嚴格控制輸入電源的供電電壓，為了促使外界干擾作用得到降低，設計過程中，需要在電源中合理設置電源濾波器、隔離變壓器等抗干擾電氣元件。同時，隔離變壓器使用時，要科學應用雙層隔離技術，以便促使高低頻脈沖干擾得到有效降低。輸入電路設計實踐中，可以將DC24作為輸入電源，如果電源中存在著一定的負載，那么就需要科學考慮電源實際容量和短路防護措施，以便促使PLC自動化控制系統的安全運行目的得到順利實現。

3.1.2輸出電路

輸出電路在系統運行過程中主要是通過變頻器或指示燈等設備向外部發出信號。對于輸出電路的設計，應該要從整個電路的安全性出發。在輸出電路的設計過程中，一定要按照PLC自動化控制系統的要求進行設計，應該利用晶體管提高系統運行效率。在運行效率比較低的工作環境中，可以選擇使用續電設備，將其作為輸出電路設備。這個工作流程就比較簡單，而且相應的工作效率也很高，可以在很大程度上增強PLC自動化控制系統輸出電路的負載能力。如果PLC輸出帶一些感性負載的話，負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載旁邊并接續流二極管，交流感性負載并接浪涌的措施來將電路吸收，起到保護PLC的作用。

3.1.3抗干擾優化

在PLC自動化控制系統優化設計過程中，需要對系統運行過程中的干擾因素充分考慮，采取針對性的優化措施，促使干擾作用得到降低，PLC自動化控制系統的穩定性得到保證。在具體實踐中，可以從這些方面著手：第一，采取針對性的隔離措施。研究發現，PLC自動化控制效果會直接受到外界高頻干擾的影響，那么就可以將隔離變壓器科學運用過來，以便有效消除掉高頻干擾，促使PLC自動化控制系統的正常運行得到保證。第二，采取針對性的屏蔽措施。研究發現，靜電、磁場等干擾因素可以被金屬柜有效屏蔽掉，那么就可以在金屬柜中放置PLC自動化控制系統。第三，科學布線。布線的合理性也會影響到PLC自動化控制系統的正常運行，因此就需要對其產生足夠的重視。如通過分開布置強電線路、弱電線路，可以促使干擾出現幾率得到大大的降低。

3.2PLC自動化控制系統的軟件設計

在圍繞PLC技術以及相關控制體系進行優化操作時，不僅需要對硬件方面進行優化，還需要做好軟件層面的優化設計，只有從硬件和軟件兩個方面雙管齊下，才能夠保證系統功能得到科學化、合理化，以及創新性優化設計。首先，需要對軟件優化方案進行合理制定。在該環節，需要參考硬件優化方案，設置協調性、執行性較強的優化方案。在軟件設計之初，要明確工作職能，即對圖形方式進行轉化，具體體現在由流程圖到梯形圖的變化過程。其次，需要綜合考慮PLC內控體系，合理借助計算機進行編程操作。深入分析內部系統在運行方面存在參數誤差和指令錯誤，通過編程分析得出誤差和錯誤的具體位置，以及形成的原因。同時，借助于相關的技術手段，對軟件設施體系進行創優處理，保證內控體系內部控制和系統運行功能更加全面。最后，要對編程類型，以及具體的編程方式進行明確與優化。在具體編程過程中，所涉及到的類型，具體體現在兩個方面，即基礎編程和模塊編程。在針對PLC內部體系進行編程優化設計時，要根據操作要求，在特定時期選擇合適的編程方法，從而實現內控體系的完善，促進工業行業發展環境實現安全化、自動化以及高效化發展。

3.3系統可靠性優化設計

影響PLC自動化控制系統可靠性的因素有很多種，除了電路設計、周圍電路干擾、硬件的設計，軟件的設計外，還有周圍環境的影響、天氣的因素等。PLC自動化控制系統對于運行的環境要求也非常嚴格，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境條件因素，只有讓系統在規定的環境中工作，才能保證其高效的運行。此外，PLC自動化控制系統接觸到塵埃、油煙、水蒸氣等都有可能產生一定的損壞，所以在不同的環境要對PLC自動化控制系統進行不一樣的保護，在特殊的環境當中就要特殊的保護手段。

結語

綜上所述，PLC自動化控制系統在較大程度上促進了我國工業的發展，其具有一系列的優勢，可以有效優化生產過程，提升控制效果。但是，在未來的發展中，需要結合工業生產工藝要求，積極優化研究PLC自動化控制系統，從硬件優化和軟件優化兩個方面著手，完善PLC自動化控制系統的功能，提升其整體運行效率，在工業生產領域內發揮更大的價值。

參考文獻

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