PLC自动化控制系统优化设计分析

PLC自动化控制系统优化设计分析

张程刘世朋黄晓润

（东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819）

摘要：科学技术的发展并应用到各个领域中，有效促进了我国经济的发展，传统的工业生产模式已经无法适应我国现代经济的发展。在工业领域中先进的自动化运转模式成为发展的重点和难点，特别是科学技术的不断发展并应用到各个领域中，数字模拟系统在工业领域中也得到了更加广泛的应用，有效提高了工业生产的工作效率，同时对整个工业生产经营和运转的模式都产生了非常重要的影响。PLC自动运转模式PLC在工业领域中的应用，能够有效实现在恶劣的条件下对工业执行设备进行操作和控制，并且在PLC的内部具有可编程序的存储设备，能够在不同的环境下执行不同的命令，实现控制工业设备并执行不同的操作命令，因此PLC自动化控制系统对整个工业的生产运营模式的发展具有非常重要的作用。

关键词：PLC自动化；控制系统；优化设计

随着我国科学技术的发展，PLC在自动化控制系统在各个领域中得到了广泛的应用，有效实现了对工业设备进行控制的目的，从而有效节省了工业控制领域中对人力资源的消耗，并随着科学技术的不断应用，PLC控制系统的控制精度在不断地提高，对我国工业生产的效率提高产生了积极的影响，因此，要在PLC控制系统应用的过程中不断对其各个方面进行优化和设计，并提出科学合理的优化设计方案。

1PLC自动化的基本工作原理分析

PLC自动化技术主要以计算机程序中的编程控制设备为工作基础，是数字化操控设备的一类，和传统电气自动化控制系统比较，PLC自动化控制系统的接线数量要少得多，同时各条线路利用不同的软件进行有效连接，具备较强的抗干扰性能，日常维护工作较为便捷，与此同时，各项命令的开展全部根据固定流程进行，实际工作工作中不需要调节。PLC自动化控制系统主要由处理设备、储存设备、性能分区、通讯分区、电源以及输入输出接口构成，其中，储存设备主要负责编辑运行程序，能够对相应数据进行保存并执行简单的操作命令；电源则掌控整体系统的正常运行；处理设备是系统的核心，主要对设备采集的相关信息进行分析，从而为系统安全稳定地工作提供有力保障；而就输入和输出口而言，主要根据各个部分的运行需求为其提供便捷传送服务。PLC自动化控制系统的安全稳定运行，不仅能有提升生产产品整体品质，还能够有效提升整体生产工作效率，对确保企业整体经济效益稳步提升有着至关重要的现实意义。

2PLC自动化控制系统的优化设计原则

PLC自动化控制系统优化设计工作中，设计人员务必要遵守标准设计原则，实际工作中，务必要充分满足PLC自动化控制的基础性能，在全面提升系统运行工作效率、简便运行操作流程为基础对整体系统开展优化设计方案，要最大限度地让PLC自动化控制系统契合工业生产的基础技艺，技术人员要根据工业生产实际情况对多类型材料进行综合分析选取。此外，PLC自动化控制系统的优化设计方案务必要能够为未来系统的改善创新提供可行性容量建议，以便后续能够进一步提升PLC自动化控制系统的运行效率。

3PLC自动化控制系统设计方案

3.1PLC自动化控制系统硬件设计分析

PLC自动化控制系统的硬件是整个系统中最为重要的部分，对系统硬件的质量要求非常高，因为硬件的质量能够对整个系统运行的效率产生直接的影响。在PLC硬件设计的过程中可以从两个方面来进行，首先使输出电路的设计，输出电路主要是将整个自动化系统运行过程中所产生的信息利用变频器或者是指示灯等向外部进行传输，在此信息输出的过程中系统处于高速运转的状态，使整个系统运行的负载能力产生了一定的影响。对于输出系统来说，目前在应用较为普遍的是电源类型是DC24V，此种类型电源的应用有效地保证了整个系统电力在运行中的安全性，避免了电路中出现短路的现象，在当前的PLC自动化控制系统中进行了普遍的应用。

3.2输入电路设计模块

输入电源是PLC自动化控制系统正常运作的基础，控制系统的供电电源具备良好的工作适应范围。为了满足现阶段自动化控制系统的工作要求，需要进行电源抗干扰性的增强，降低环境对输入电源的工作影响，这就需要进行电源净化原件的安装，实现隔离变压器、电源滤波器等的使用。在隔离变压器工作模块中，进行双层隔离方案的应用是必要的，实现屏蔽层的构建，降低外部环境高低频脉冲的影响。在输入电路设计过程中，需要进行电源容量的控制，优化电源的短路防护工作，确保电源系统的稳定性、安全性运作，提升输入电源的整体容量，为了提升电路的整体安全性，需要专门安装相应型号的熔丝。

3.3PLC自动化控制系统输出电路设计分析

对于PLC自动化控制系统的输出电路来说首先相关技术工作人员应该根据工业生产的具体情况以及整个系统的电路需要来设计出科学合理的方案，设计过程中要对整个系统的指示灯和晶体管进行详细的设计，有效保证其在高频率的电压和电流输出的情况下保证系统运行的安全性和稳定性，防止其在运行的过程中出现超荷载的情况。另外，在我国当前工业生产中也出现了带电电磁圈的输出电路，对这种电路在设计的过程中要充分保证电路在后期使用过程中不会出现任何的问题，从而保证整个自动化系统的正常运行，在设计时设计工作人员应该在电路的外圈部分接入续流二级管，这样能够充分保证整个自动化系统的正常稳定运行的同时，还有效提高了设备运行的安全性。

3.4PLC自动化控制系统抗干扰电路设计分析

PLC自动化控制系统在运行的过程中经常会受到一些外来因素的干扰，特别是一些电磁波对系统运行的干扰，导致整个工业生产系统的顺利安全运行受到了严重的影响。随着业内相关的专家和学者对系统抗干扰的不断分析和研究，并应用最为先进的科学技术和手段对其加强系统的抗干扰能力进行了深入的分析，最终发现可以通过相应的方法来提高整个自动化系统的抗干扰性，使系统在运行过程中受到外界干扰的情况减少，通过相关研究发现，目前在系统运行中抗干扰的主要方法有以下方面：首先，隔离的应用是非常广泛并重要的抗干扰方式，其主要是将自动化系统运行中周边环境中出现的电容耦合进行有效隔离，从而实现对这个自动化系统的高频干扰进行及时隔离。其次，屏蔽抗干扰方式。屏蔽的方式也是应用较为普遍的一种抗干扰方式，其保护的方式是将能够对系统运行产生干扰的因素利用先进的科学技术将其屏蔽到系统金属柜的外部，从而能够有效保证整个自动化系统运行的稳定性和完全性。屏蔽的方式在应用的过程中具有方便简单的特点，并且抗干扰的性能也很强，因此，在当前的PLC自动化控制系统中得到了非常广泛的应用。最后，布线抗干扰的方式。其在抗干扰的过程中主要是将对系统运行产生干扰的因素进行分散的方式，在当前PLC自动化控制系统中也得到了较为广泛的应用。

4结语

PLC自动化控制系统凭借自身自动化、便捷化等优势广泛应用于现代机械化生产过程中，但也正是由于系统自身的自动化性能，致使系统在设计运行中易于出现电磁干扰等问题，为确保PLC自动化控制系统能够安全稳定地运行，务必要对系统进行优化设计。实际工作中，设计人员务必要及时和工作人员进行实践沟通，以便整体把握系统中时常出现的运行问题，以确保优化设计方案能够全面符合实际生产需求，从而确保工业生产企业长期稳定地发展与前行。

参考文献：

[1]魏昇.通信技术在PLC自动化控制系统中的应用浅析[J].电脑迷，2017（08）：156.

[2]刘鹏魁.PLC自动化控制系统优化设计[J].化工设计通讯，2017，43（01）：185.