基于PLC技术的自动化控制系统优化设计

周旭

摘要 随着社会不断的进步，科学技术的不断提高，工业自动化进程也不断加快，PLC自动化控制系统得到越来越多的应用，用以实现对工业设备的控制，从而达到对工作产品的间接控制，也降低了人力资源成本。随着计算机技术的发展，PLC自动化控制系统也在不断的发展完善中，文章介绍了PLC自动化控制系统优化设计，通过对其系统的优化，可以解决其在实际应用中存在的问题，更好的应用于工业生产中。

【关键词】PLC技术 自动化控制 优化设计电气工程

1 自动化控制系统优化的概念

对自动化控制系统进行优化，从而提高了工作效率，降低了生产成本，同时也给企业带来了很大的经济效益。但是对自动化控制系统进行优化时，一定要遵守相关的优化设计准则，从满足被控制对象的工作需求出发，结合自动化控制系统的功能和环境应用情况，从而设定该自动化控制系统。但是这个需要进行一个相关的分析，还要对数据资料等进行研究，才能进行。为了提升工作效率，系统的运行要求就会越来越高，所以要对系统进行一个合理、科学、规范、简约性设计的方案制定。在工作中遵守方案，能让企业降低系统运行成本，实现经济利益最大化，但同时也要确保系统运作的安全性和可靠性。PLC自动化控制目标的制定是提高生产效率的基础，所以优化PLC是企业取得利益的重要保障。

2 PLC自动化控制系统优化设计

2.1 控制系统的硬件优化设计

硬件设计是PLC控制系统稳定运行的基础，是PLC控制系统重要的环节，硬件设计主要包括输出电路设计和输入电路设计两种。

2.1.1 输出电路设计

输出电路在系统运行过程中主要是通过变频器或指示灯等设备向外部发出信号。对于输出电路的设计，应该要从整个电路的安全性出发。在输出电路的设计过程中，一定要按照PLC自动化控制系统的要求进行设计，应该利用晶体管提高系统运行效率。在运行效率比较低的工作环境中，可以选择使用续电设备，将其作为输出电路设备。这个工作流程就比较简单，而且相应的工作效率也很高，可以在很大程度上增强PLC自动化控制系统输出电路的负载能力。如果PLC输出带一些感性负载的话，负载在断电的情况下会对PLC的输出造成浪涌电流冲击，可以采用在直流感性负载旁边并接续流二极管，交流感性负载并接浪涌的措施来将电路吸收，起到保护PLC的作用。

2.1.2 输入电路设计

PLC的供电电源一般情况下为AC85-240V，应用范围比较广，正常稳定的输入电路是PLC自动化控制设备进行工作的基础，同时还能控制系统的供电电源，具备良好的工作适应范围。针对我国现阶段工业的需求，PLC自动化控制系统一定要有一个很强的抗干扰能力，同时还要考虑周围环境对电路的影响，这时候就需要安装电源净化元件，滤波电源、隔离变压器等。在隔离变压器中，系统实施双层隔离的方案，同时建立屏蔽层，降低外部环境对系统电路的影响。在输入电路的设计中，为了防止电路短路、电路电源稳定性不足的现象发生，一定要注意电源容量，一般情况下，选用的电源容量为输入电路功率的两倍。电路还需要很好的安全性，所以要安装相关型号的熔丝。

2.2 控制系统的软件优化设计

PLC的软件设计需要进行程序的编写，将设计好的工艺流程图变为梯形图。根据实际需要，工作人员应该对PLC自动化控制系统的调整熟悉，一般程序编写分为两类：一种是独立的程序编写，这种程序编写比较简单，在实际应用中，可以独立运行，也可以作为整体中的一部分来运行。顺序结构、循环结构和条件分支结构是这种程序常见的结构类型。另外一种是模块化的程序编写，这种程序综合了多种程序，把一个总的控制目标分成了多个程序模块，分别进行编写，最后组合起来一起发挥作用，应用范围比较广，多用于比较复杂的生产工艺。

2.3 系统可靠性优化设计

影响PLC自动化控制系统可靠性的因素有很多种，除了电路设计、周围电路干扰、硬件的设计，软件的设计外，还有周围环境的影响、天气的因素等。PLC自动化控制系统对于运行的环境要求也非常严格，有一定的温度和湿度要求，温度要求在零至五十五摄氏度之间，湿度一般要求在35%-80%之间，所以一定要注意到这些环境条件因素，只有让系统在规定的环境中工作，才能保证其高效的运行。此外，PLC自动化控制系统接触到尘埃、油烟、水蒸气等都有可能产生一定的损坏，所以在不同的环境要对PLC自动化控制系统进行不一样的保护，在特殊的环境当中就要特殊的保护手段。

2.4 控制系统的抗干扰能力优化设计

首先，PLC自动化控制系统可以在电源添加隔离变压器，以此降低电路承受的压力，减少电路故障的发生。隔离变压器一定要接地，接地性好的PLC自动化控制系统可以很好的抵抗磁场的干扰，同时当电路的电压有波动的时候，也能很好的避免电压冲击对电路产生破坏的现象。现阶段，常用的PLC抗干扰电路优化设计主要使用的是隔离、屏蔽和布线三种方案。其中，隔离是最常用的方案，主要是对系统运行周边出现的电容耦合进行隔离;而屏蔽也是比较常见的一种方式，其主要是将干扰源屏蔽到金属柜当中，确保系统在运行中处于一个正常的状态，这个抗干扰的方式用起来比较简单，而且产生的抗干扰性比较强，效果很好;布线就是将不同的信号线分散开来，将干扰源分散，在现阶段的工业生产中，也是一种比较常用的抗干扰方式。

3 结束语

社会经济的发展需要科技不断的发展，PLC自动化控制系统在工业生产中的应用越来越广泛，在实际應用中，应该避免电磁干扰情况，对PLC自动化控制系统进行优化，符合生产的需要，专业人员应该根据PLC在实际应用中存在的问题，不断优化系统，设计完善的运行方案。

参考文献

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[2]薛建斌，电气设备PLC控制系统的设计与应用[J].科技展望，2016 （34）.

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