(华北冶建工程建设有限公司河北邯郸056002)
摘要:随着时代的发展和科学技术的不断进步,传统的工业生产模式已经不能很好的适应当下社会发展的需要,现代化的自动运转模式逐渐成为当下工业生产发展的重点和难点,特别是最近几年,大量现代化的数字模拟系统在工业生产中被广泛的应用,除了对其整体的生产效率起到重要的推动作用之外,对于整个工业生产运营模式的发展也起到了十分关键的促进作用。
关键词:PLC技术;自动化控制系统;设计
1PLC技术及自动化控制系统概念
1.1PLC技术
工业自动化水平是衡量国家经济生产力水平的关键性标准,在这个过程中,工业自动化模式的发展,有利于促进国民经济的健康、可持续运作。随着科学技术的不断创新及应用,电气自动化系统已经成为工业发展体系的关键构成部分,该系统实现了对计算机技术、网络技术等的应用,自动化控制器是该技术系统的核心部件。在实践工作中,PLC自动化控制系统实现了对处理器、电源、存储器等设备的结合性应用,通过对各个设备应用功能的结合,有利于提升自动化控制系统的运作效率。在这个过程中,电源设备是该系统正常运作的基础,一旦电源设备不能正常发挥其功能,就会导致控制系统停滞的状况。在控制系统运作环节中,处理器是该系统的核心构成要素,在工作场景中,其需要进行相关数据信息的处理及转化,其具备良好的处理功能,为了应对电气自动化的复杂性工作环境,必须实现功能系统、设备运作及管理系统、监督系统等的协调。
1.2自动化控制系统优化概念
为了提升PLC自动化控制系统的运作效率,必须进行相关优化设计原则的遵守,满足被控制对象的工作要求,针对控制系统的基本功能及环境应用状况,展开积极的调查及研究,满足该系统优化设计工作的要求。这需要进行系统相关运作数据资料的整理及分析,进行系统设计及应用方案的优化选择。为了提升系统的整体运作效率,进行系统设计方案的科学性、规范性、简约性设计是必要的,从而降低系统的整体运作成本,实现系统综合运作效益的提升,确保系统整体运作的安全性及可靠性。为了提升系统的生产效率,进行PLC自动化控制目标的制定是必要的,进行工作实际与系统运作状况的结合,实现PLC容量模块的合理配置。
2PLC的自动化控制系统的设计
2.1PLC自动化控制系统硬件设计分析
作为整个PLC自动化控制系统中至关重要的组成部分,其硬件设备质量的好坏将会对整个系统的运行效率和质量产生非常重要的影响,根据本文对现阶段PLC自动化控制系统运行的具体情况的调查研究发现,其硬件设计大致可以划分为输出电路和输入电路两大部分。首先,对于输出电路来说,其主要是将系统运行过程中所产生的各种信息通过变频器或指示灯等向外进行传输,同时在这一过程中整个系统处于高频率的运行状态之中,对于整个系统的运行负载能力也将产生非常重要的影响,将会产生非常强大的抗负载能力;对于输入电路来说,现阶段在我国工业生产运行中应用比较广泛的电源类型是DC24V,这种状态下的输入电路能够最大程度上的保证电路运行的安全性,极大的降低了电路系统发生短路现象的概率,同时由于其现代化的运行模式,其所产生出的输入电路的功率也达到了传统功率的两倍以上,在现阶段PLC自动化控制系统中得到了十分广泛的推广和应用。
2.2PLC控制系统的软件设计
在进行硬件设计的同时可以着手软件的设计工作。软件设计的主要任务是根据控制要求将工艺流程图转换为梯形图,这是PLC应用的最关键的问题,程序的编写是软件设计的具体表现。在控制工程的应用中,良好的软件设计思想是关键,优秀的软件设计便于工程技术人员理解掌握、调试系统与日常系统维护。PLC控制系统的程序设计思想。由于生产过程控制要求的复杂程度不同,可将程序按结构形式分为基本程序和模块化程序。
基本程序:既可以作为独立程序控制简单的生产工艺过程,也可以作为组合模块结构中的单元程序;依据计算机程序的设计思想,基本程序的结构方式只有三种:顺序结构、条件分支结构和循环结构。
模块化程序:把一个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块,分别编写和调试,最后组合成一个完成总任务的完整程序。这种方法叫做模块化程序设计。我们建议经常采用这种程序设计思想,因为各模块具有相对独立性,相互连接关系简单,程序易于调试修改。特别是用于复杂控制要求的生产过程。
2.3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。
2.4输出电路设计模块
在输出电路设计过程中,需要遵循自动化控制系统的相关生产工作要求,进行电路设计准备体系的健全,在这个过程中,通过对晶体管等的利用,进行变频器调速信息、控制信息等的输出,实践证明,通过对晶体管的利用,可以实现PLC控制系统运作效率的增强。在频率较低的工作环境中,需要进行继电器设备的选择,将其作为输出电路设备,该工程流程比较简单,且具备较高的工程应用效益,有利于增强自动化控制系统的整体负载能力。在这个过程中,为了避免出现浪涌电流的冲击状况,需要在直流感性负载旁进行续流二极管的安装,进行浪涌电流的有效性吸收,实现PLC自动化控制系统的稳定性运作。
2.5抗干扰设计模块
(1)PLC控制系统的电源要添加隔离变压器,有效降低
电流流经电源线时造成的干扰,并且隔离变压器应做接地处理,为了增强隔离变压器的抗干扰能力,还可以防止滤波器于隔离变压器之前,进一步降低信号干扰。
(2)抑制感性负载:电感性负载在电路中具备储存能量的作用,当PLC电路中感性触电短路之后,感性负载周围会释放出大量的电能,并且由此产生电弧,电弧不仅会对电路产生干扰,而且还有可能烧毁电子元器件,为了在PLC电路中抑制感性负载引起的干扰甚至破坏,需要在感性负载两端并联浪涌加以抑制。
(3)接地良好的PLC系统可以良好地抵抗电路中的电磁干扰,而且当电路中电压波动时,也可以避免电压冲击对电路及PLC控制系统造成的损害。不同类型的PLC控制系统采用不同的接地方式,综合运用并联接地及一点接地方式,有效避免电磁干扰及电压冲击。
3结束语
PLC控制系统的设计是一个步骤有序的系统工程,要想做到熟练自如,需要反复设计和实践。本文是PLC控制系统的设计和实践经验的总结,在实际应用中具有良好的效果。
参考文献
[1]王玉铎.PLC自动化控制系统优化设计探究[J].中国科技投资.2013(Z4).
[2]高尚军,高杰.PLC自动化控制优化探析[J].科技传播.2013(09).
[3]李怀智.试析PLC自动化控制系统的优化设计[J].中国新技术新产品.2011(11).