PLC智能电气自动化控制优化系统的研究与设计

唐亦敏

（无锡科技职业学院，无锡 214028）

PLC智能电气自动化控制优化系统的研究与设计

唐亦敏

（无锡科技职业学院，无锡 214028）

PLC在工业控制领域得到了广泛应用。本文中将对PLC智能电气自动化控制优化系统的研究与设计进行具体分析。

PLC 电气自动化 控制

引言

近年来，随着我国经济的高速发展，我国PLC智能电气自动化控制优化系统发展迅猛，PLC智能电气自动化控制优化系统也随之得到了较为全面的实施与实践。结合PLC智能电气自动化控制优化系统实际，从其缺陷入手，对PLC智能电气自动化控制优化系统的问题展开研究与设计，并提出相应的策略。

1 PLC系统设备选型

1.1 确定PLC的规模

依据复杂程度与其生产的工艺对其进行划分，其规模可分为大、中、小三种。

1.2 确定PLC I/O点的类型

根据不同生产工艺的要求对其进行分析，统计其被控对象的复杂程度，列出清单，估计内存容量，预估软硬件的余量，以避免浪费资源。

对于PLC的输出端，使用继电器或是晶体管与品闸管。这主要取决于PLC输出端自身的负载电流是直流型还是交流型。电流的大小和动用的频率与选择使用的输出端具有正相关。根据不同的负载选择不同的输出方式，这是保证系统运行稳定的重要方式。

1.3 PLC编程工具的使用

1.3.1 手持编程器编程

进行编程时，如果使用手持的编程器，那么只能使用商家所规定的语句表中的STL进行编程。编程过程中，由于整体的编程效率低会使系统的整体容量变小，因此这种手持的编程器的使用仅适合一些较小的产品，优点是体积较小且价格相对便宜，适用于现场调试，多运用于一些微型PLC编程。

1.3.2 图形编程器编程

LAD这种编程器直观且方便，相关电气人员短期内就能够掌握，缺点是价格较高，多运用于一些微型和中档PLC。

1.3.3 计算机加PLC软件包编程

使用计算机对PLC软件进行编程，是其工作效率最好的一种方式。使用计算机进行编程的缺点也同样明显，即其软件包购买的价格相对较高，且现场调试也相对困难。所以，它多应用于一些中高档PLC的系统硬件组态与软件编程中。

2 PLC控制系统的设计

2.1 硬件设计

2.1.1 输入电路设计

PLC供电电源一般为AC85—240V。电源适用范围广，抗干扰能力强，所以进行电源的元件安装时，对变压器采用双隔离技术。将变压器的初级与次级线圈的屏蔽层与初级电气中性点进行接地处理，次级线圈屏蔽层接PLC输入电路接地，这样可以减缓其高低频的脉冲干扰。

2.1.2 输出电路设计

根据相关生产工艺的要求，对于输出电路的各种指示灯与其变频器的选择，多使用晶体管输出。因为晶体管对高频动作的适应性较强，响应的时间较短。它的频率为6次/分钟时，应该首先使用继电器。实际中，它的输出电路设计较为方便简单，进行负载的能力较强且其抗干扰性较优。

PLC进行输出时，如果其电磁圈带有感性负载，那么断电时其PLC系统会产生浪涌电流的冲击。所以，直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，以对PLC进行有效保护。

当PLC扫描频率为10次/min以下时，既可以采用继电器输出方式，也可以采用PLC输出驱动中间继电器或者固态继电器（SSR），再驱动负载。

对于PLC中两个较为重要的输出量，我们在其内部进行互锁；对于PLC的外部，建议也要进行其硬件上的互锁，以加强PLC在其系统运行时的安全性和可靠性。

2.1.3 抗干扰设计

随着我国科技的快速发展，工业自动化水平与技术不断提高，对晶体管的使用也在不断加深，使得交流电网产生了污染，在控制系统的运行中出现了很多干扰问题。而PLC系统在进行设计时，必须对其进行防干扰设计。

一般，会对以下几种方式进行使用。

隔离：电网中所产生的高频干扰，多是因其原副边绕组之间存在电容耦合而成，使用中一般会使用1:1超隔离变压器，将其中性点经电容接地。

屏蔽：屏蔽时我们一般使用金属外壳进行其干扰，将其置于金属制成的柜内。将其金属外壳进行可靠接地，对于静电与磁场可以有效的进行屏蔽，也可以对空间辐、射进行干扰。

布线：对线路布线时，分开处理其强电与弱电的信号线，二者间会存在一定间隔，这样当模拟信号进行传输线的走线时，可以使用绞线对电缆进行屏蔽。

2.2 软件设计

2.2.1 设计思想

在进行程序的生产过程中，不同控制要求下程序的整体复杂程度不同。我们可以将软侦探分为两种：一种是基本程序，一种是模块化程序。

基本程序：对于简单的生产工艺可以进行控制，并且其是独立的程序控制，也能以组合的模块结构的单元程序出现。根据计算机软件程序的设计思想，基本的程序结构方式有三种——条件分支、顺序、循环。

模块化程序：将一个控制总体目标进行分解，分解成许多任务明确的子程序模块，并对其进行分别的自我调试与编写，然后将其组成一个完整的程序。这种程序称为模块化设计程序。模块化设计程序的思想建议经常使用，因为不同模块间独立存在，进行相互间的链接时其相对简单，且调试时较为方便，可以满足一些较为复杂的控制要求。

2.2.2 设计要点

根据生产流水线将其从前向后进行分配，I/O的点数先小后大。将一个系统中所包含的布件进行I/O信号的集中编址，那么后期的维护管理比较容易操作。将程序内的定时器与计数器进行统一编程，同一个编号情况下不使用，以保证PLC运行的有效性。

程序中使用的内部继电器也要进行统一编号处理，并统一进行分配。

2.2.3 编程技巧

对PLC系统进行程序设计时，基本的原则是其逻辑关系必须简单，编程输入方便且内存占用少，不需要较长的扫描时间。对此，下面阐述几点编程时的技巧。

PLC内具有许多不同的触点，使用时可以多次使用，不需要使用一些复杂的程序增加触点次数。

对于程序中的次要设备，在硬件上进行多个触点的患联同，然后再进行PLC输入端的接入，以节约资源。

将程序中的正反自锁与互锁进行一个模块的封装，这样将其二者正反转点装进一个模块内，通过PLC程序对其模块进行反复调用，以减少编程的工作量。通常，该方式多在一些大型PLC程序中使用。

3 结束语

PLC系统是一个前后步骤有序的系统。要想熟练掌握，设计过程中就需要进行反复练习与实践。本文对PLC控制系统的设计与研究进行了分析，希望读者可以在应用中得到较好的使用设计效果。

[1]袁传信.PLC自动化控制系统优化设计探究[J].赤峰学院学报：自然科学版，2015，（1）：58-59.

[2]张萍萍.基于PLC的气动机械手控制系统设计[D].成都：电子科技大学，2013.

[3]张还.PLC控制网络的远程电气故障诊断[D].武汉：武汉理工大学，2015.

Research and Design of PLC Intelligent Electric Automation Control Optimization System

TANG Yimin
(Wuxi Professional College of science and technology, Wuxi 214028)

PLC has been widely used in the field of industrial control. In this paper, the research and design of PLC intelligent electric automation control optimization system are analyzed in detail.

PLC, electrical automation, control