基于PLC的自动化控制系统的配置及组态分析

2016-03-01单长坤

橡塑技术与装备 2016年10期

关键词：机架组态模块

单长坤

（青岛科技大学，山东　青岛　261500）

基于PLC的自动化控制系统的配置及组态分析

单长坤

（青岛科技大学，山东青岛261500）

自动化控制系统是科学发展中出现可部分代替人类思维反复进行较为复杂操作的控制系统。其在提高生产效率，节省物力、人力等方面的消耗都起着重要作用。本文分析了基于PLC自动化控制系统的配置及组态，为改进系统提供相关思路。

PLC；自动化控制系统；配置组态

自动化是人类科学发展过程中产生的可解放劳动力，提高效率的重要研究方向。自动化控制系统成为世界各国科学界投入最多人力、物力进行研发的项目之一，它也标志着一个国家的科学发展水平。

PLC被称为可编程控制编辑器，具有可靠性高、抗干扰能力强的特点，成为企业主要的工业自动化控制的选择。

1 PLC的工作原理

1.1PLC的组成

PLC对于自动化控制系统而言，相当于大脑在人体中发挥的作用。它指挥着其它部分按照编好的程序进行工作。与计算机相比，PLC的程序略显简单，无法胜任如计算机控制一般的复杂工作，但它仍可以在较为复杂的环境中进行工作，发挥其作用。PLC的组成和计算机类似，包括：电源、CPU、存储器、输入输出接口电路、功能模块、通信模块等。

此外，PLC还包括了编程的部分。人们可在编程设备上进行程序的编辑和调试，也实时掌握PLC的参数，评估目前的状态。PLC为用户提供平台，用户可在上面分享编程的成果，实现多机联动操作，提高效率。而编程软件也是当前最热门的研发热点，需要大量人才，前景广阔。

1.2PLC的工作流程

在整个系统中，CPU的作用是监督整个PLC的工作流程，一旦发生错误，CPU可立即发现，并向人发出相应的信号。只有在供电的情况下，PLC才能不断地循环工作。流程如下：

启动电源，对PLC进行初始化操作。之后，PLC开始对自身进行周期性的诊断。对其电源、电路、程序等部分进行检查，确保其使用正常。

在连接好其他设备后，实现PLC与它们之间的信息交互，确认各部分之间连接通畅，都可以正常工作。此时，PLC可进入工作程序，并对获得的结果进行保存。

对所得结果进行处理。期间，PLC必须处于循环扫描状态，直至结果处理完成才能关闭。

2 基于PLC的自动化控制系统的配置研究

2.1PLC自动化控制系统的配置原则

想要配置好整个PLC自动化控制系统，必须按照从整体到局部的原则进行。完成后，重复修改调整是必要的，有时也需对其进行更新，完善配置，直到用户满意。具体来讲是：

（1）继承和持续发展原则：PLC自动化控制系统的投入使用已有数年时间，实践中的反馈出的问题都可以成为实验改进的参考。借鉴前人在同类产品中的设计思路，使配置能够适用于之后的同种类型产品。例如，检测水质量的PLC自动化控制系统，可以应用到污水处理，水质监测等方面。在这几个应用中可采用同一个PLC自动化控制系统，不必重新开发。这样既吸取了前人的经验，又对其进行了完善和创新，节省许多人力、物力，利于其发展。

（2）完整性原则：PLC是整个自动化控制系统中的最重要部分，因此在设计它的过程中，不仅要考虑其本身，而要从整体出发，包括除PLC之外的其他组成部分，甚至备份的部分，使之能够成为协调运行的完整体系。

（3）经济性原则：PLC自动化控制系统是实际中应用广泛的系统，有着很大的市场前景和空间。因此，需要设计者从经济和实用的角度出发，尽可能的降低研发成本和运行成本，使其能够更为广泛地应用到实际生产生活当中。但在研发过程中，必不可少地还是要进行实物测试，确保不存在错误和疏漏。

2.2PLC自动化控制系统的配置方法

根据既有公式，首先，设计者可对PLC自动化控制系统的输入点和输出点进行计算。其次，模块是设计者需要分析并设计的部分。电压是影响输入工作的重要因素，直流电和交流电必须辨明，电压信号的稳定性，是否具备所要求的间隔条件都是在配置之前就需要了解清楚的。

而对于输出点而言，需要在确定半导体，继电器等的输出模式后，再确定其输出模式。通信是PLC自动化控制系统的十分重要的一环，它涉及到了不同地理位置的装置。一旦通信中的一个环节发生错误，可能会导致信息的缺失不完整，自动化控制出现错误。如不及时发现并修正，可能会造成很大的损失。因此，保持通讯信息的及时性和准确性是整个自动化过程成功的关键。

目前，PLC的通讯是通过网络平台进行的，它通过不同的网络层之间的信息交互，实现全系统的信息联通。

2.3公用PLC自动化控制系统的具体配置

PLC公共使用也占其应用的一个部分。和小范围内的使用不同，公用的PLC自动化控制系统通常会面临安装范围大，成本上升等问题。

以节省成本和确保系统稳定性为前提，公用PLC自动化控制系统可以配置两个远程终端柜以及两个操作平台，这样优化了电路设计，减少了拉线和其他设备的数量，不但实现了费用上的节省，同时也减少了故障发生的可能性，为维修人员的检查和维修提供了方便。

3 基于PLC的自动化控制系统的组态分析

3.1组态的基本内容

组态实际上是一种模拟过程，当技术人员安装好PLC后，需要对其重新设置，并修改其模块化参数。根据客户的需求，对配制好的系统进行修改，也是PLC自动化控制系统设计者的重要工作。

在PLC自动化控制系统中，机架部分要进行主机架和扩展机架的组态，而机架是需要按照一定的规范进行配置的，电源、中央处理器、接口模块的安装槽位都必须符合规定。对于主机架而言，组态过程的配置是要根据分布来进行的，不容许随机更改。与主机架的要求不同，扩展机架就按照网络的组态配置进行分析。确定扩展机架的位置后，对其进行安装，并添加模块。

3.2模块组态的参数分析

模块组态分析是组态分析中关键所在，其中所包含的参数需要多次重复测量和标定。为方便之后的分析，其中的各项参数要在循环模拟中进行反复测定，以确保其准确性。标定参数可根据之前测得的的数据结果，最后针对这些数据进行分析，并指导系统的修改。

用户可在PLC中设置过滤时间，那么中央处理器就可在工作前获得相应的参数，并采样取得平均值；若没有设置过滤时间，则用户在访问系统时获得的就是当前输入的参数值。过滤时间设置与否应当提前考虑并进行设置。