基于PLC的自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)建分析

周云飛

(江蘇省常州技師學(xué)院 江蘇 常州 213001）

1 引言

自動(dòng)控制在當(dāng)前時(shí)代具有非常重要的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制，可以減少人力的投入。比如在工業(yè)生產(chǎn)中，傳統(tǒng)生產(chǎn)線需要投入大量人力，在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行操作。而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，則可以讓很多環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，不需要投入太多人力，這樣既可以縮減人力成本，又可以提高生產(chǎn)效率。而在自動(dòng)控制中，PLC技術(shù)具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在不少方面都有運(yùn)用。因此，就需要明確基于PLC技術(shù)構(gòu)建自動(dòng)控制系統(tǒng)的具體措施。

2 PLC技術(shù)及其優(yōu)勢(shì)分析

可編程邏輯控制器（PLC技術(shù)），從其根本屬性來講，是一種數(shù)字系統(tǒng)，基于可編程的儲(chǔ)存器，在內(nèi)部配置相關(guān)的操作指令，通過數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)的形式，來傳遞指令，達(dá)成相應(yīng)的控制效果[1]。PLC技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了較長時(shí)間，在技術(shù)運(yùn)用上比較成熟，也在很多不同的控制領(lǐng)域進(jìn)行了運(yùn)用，均取得了不錯(cuò)的效果。

從自動(dòng)控制的角度來講，實(shí)現(xiàn)控制的方法技術(shù)較多，除了PLC技術(shù)，還有PID技術(shù)、繼電器控制等。各種不同的控制方法，具有各不相同的技術(shù)特點(diǎn)。和其他技術(shù)相比，PLC技術(shù)存在一些明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，需要對(duì)其有所認(rèn)識(shí)。第一，控制速率快。PLC的控制指令是通過數(shù)字信號(hào)或是模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)傳遞的，和傳統(tǒng)的繼電器控制或是PID控制相比，PLC技術(shù)的控制速度更快，這樣可以提高控制反應(yīng)的速度，在更短的時(shí)間內(nèi)完成控制動(dòng)作，從而讓控制更加高效[2]。第二，具有很高的可靠性。PLC控制，一般采用集成度很高的微型芯片，因?yàn)槠浼啥雀撸虼嗽谶壿嬤\(yùn)行上具有良好的閉合性，同時(shí)還具有自我診斷、電路保護(hù)等功能，這可以讓PLC在很多不同的復(fù)雜場(chǎng)景下使用，并且呈現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性[3]。第三，具有靈活的組態(tài)。PLC的使用，可以依據(jù)實(shí)際情況的差異，選擇不同的組件，與控制系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，這樣能夠更加便捷地將PLC加入到控制系統(tǒng)當(dāng)中，從而取得良好的控制效果。PLC技術(shù)所具備的這些優(yōu)勢(shì)，使其在自動(dòng)控制領(lǐng)域得到了長足發(fā)展。

3 PLC技術(shù)支持下的自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)建策略

在自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中，PLC技術(shù)的運(yùn)用，需要把握到其中的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要抓住其中要點(diǎn)，讓PLC技術(shù)真正發(fā)揮出理想的作用。

3.1 基本原則

基于PLC來構(gòu)建自動(dòng)控制系統(tǒng)，需要對(duì)其中的一些基本原則予以明確，這是一個(gè)基本前提。據(jù)實(shí)而言，有三點(diǎn)原則需要關(guān)注。第一，方便原則。在PLC領(lǐng)域，有很多不同品牌、不同型號(hào)的元器件，比如CPU、傳感器、功能模塊等。在運(yùn)用PLC來構(gòu)建自動(dòng)控制系統(tǒng)的時(shí)候，就需要以方便為基準(zhǔn)，選擇盡量簡(jiǎn)單的配置策略，這樣既方便安裝調(diào)試，又便于以后的維護(hù)管理。第二，經(jīng)濟(jì)性原則。一套自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建，價(jià)格往往并不便宜，需要較多的資金。因此，在確定PLC方案的時(shí)候，要盡可能兼顧成本，在滿足控制要求的基礎(chǔ)上，讓元器件的用量盡可能少一些。第三，提前原則。構(gòu)建自動(dòng)控制系統(tǒng)，需要提前對(duì)方案進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。同時(shí)，要依據(jù)設(shè)計(jì)，對(duì)所需要的模塊數(shù)量和器件數(shù)量予以確定，以便提前做好準(zhǔn)備。

3.2 通信設(shè)計(jì)

自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)建，在通信協(xié)議基礎(chǔ)上，需要關(guān)注不同組件之間的通信效果，要結(jié)合實(shí)際情況，確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，依照外部設(shè)備的接入數(shù)量，確定接口數(shù)量。在設(shè)計(jì)時(shí)，可以選擇使用RS-485接口，這種接口在布線方面具有便利性，可以較為方便地創(chuàng)造多個(gè)節(jié)點(diǎn)。而通信協(xié)議，需要以Mod bus RTU協(xié)議為基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)支持選擇S-232、422、485以及以太網(wǎng)。

3.3 系統(tǒng)配置

在確定基本的數(shù)據(jù)接口和通信協(xié)議基礎(chǔ)上，就需要進(jìn)行系統(tǒng)的配置，從硬件和軟件兩個(gè)層面著手，對(duì)系統(tǒng)做好優(yōu)化構(gòu)建。對(duì)于硬件的配置，在RS-485接口的基礎(chǔ)上，串聯(lián)PLC通訊模塊，然后布設(shè)電源以及信號(hào)電纜，同時(shí)注意排除周圍環(huán)境中存在的干擾源。如果存在干擾源，那么需要對(duì)其位置和干擾強(qiáng)度進(jìn)行確定，然后采取措施對(duì)干擾源進(jìn)行屏蔽。而在軟件配置方面，在PLC中，要對(duì)軟件編程展開配置，要確定軟件版本，并且通過調(diào)試工具進(jìn)行調(diào)試，然后基于實(shí)際的控制需求，編寫控制程序。不僅如此，還需要安裝驅(qū)動(dòng)程序，讓PLC系統(tǒng)控制形成基本的雛形。

3.4 安裝調(diào)試

在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置之后，還需要進(jìn)一步做好安裝調(diào)試的工作。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，對(duì)PLC功能模塊進(jìn)行安裝，CPU、傳感器等都要安裝在合適的位置。安裝之后，需要對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)試，確認(rèn)具體的控制效果。如果發(fā)現(xiàn)控制功能與預(yù)期中的存在差距，那么就要暫停系統(tǒng)，對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)程序進(jìn)行分析，查找問題所在。在找到問題之后，對(duì)控制程序作出修改，然后再次調(diào)試運(yùn)行。直到運(yùn)行控制效果達(dá)到預(yù)期，才最終完成了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建。

4 結(jié)語

PLC技術(shù)，作為一種已經(jīng)成熟的技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制方面，具有顯著的作用與價(jià)值。因此，要將其運(yùn)用到自動(dòng)化控制系統(tǒng)之中，基于PLC的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高自動(dòng)化控制的整體效果與作用。在具體實(shí)踐中，需要做好通信設(shè)計(jì)，對(duì)系統(tǒng)做好配置，還要落實(shí)安裝調(diào)試工作，讓PLC技術(shù)能夠切實(shí)運(yùn)用到自動(dòng)控制系統(tǒng)之中。