PLC自动化控制系统的优化设计研究

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　　摘要：随着科技进步，促进PLC自动化控制系统的不断发展，PLC自动化控制技术因为具有一系列优势，被广泛应用于工业领域中。实践研究表明，其能够促使生产效率得到提升，工人劳动强度得到降低，生产安全得到保障。在未来的发展中，需要继续优化PLC自动化控制系统，将其功能、作用更好的发挥出来。本文就PLC自动化控制系统的优化设计展开探讨。
　　关键词：PLC技术;自动化控制;优化设计电气工程
　　引言
　　对于PLC技术来说，它最早的起源国家是美国，主要是通过汽车延伸出PLC技术，随后各个国家开始不断的对PLC技术进行研究，引用到各个系统设备中，可以说多元化技术都在不断的使用。对于我国来说工业领域在我国经济的整体水平比较高，信息技术及其计算机技术在不断的取代传统的发展，因此我们要不断的拓展该技术的创新，从数据到控制及其设计上都需要不断的强化和完善。为PLC技术和自动化控制系统的发展引领时代前端。
　　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，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，这需要进行一个相关的分析，并对数据资料等进行研究，才能进行。為了提升工作效率，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原则
　　随着工业控制需求的不断提高，PLC控制系统设计也在不断优化。目前PLC系统可以分为硬件系统和软件系统两个部分，硬件系统主要包括嵌入式CPU、电源电路、通用输入输出接口、通信模块、驱动模块。软件系统主要包括嵌入式操作系统以及应用线程。为了提高生产效率，在进行PLC系统优化时应当遵循一定的原则：（1）PLC系统应当足够安全可靠，保证其长时间稳定运行，且应当具有一定的容错性。（2）应当最大限度地满足被控系统的控制需求。（3）在满足安全性和控制性的需求前提下，力求系统的简单性和经济性。（4）保证PLC系统具有良好的可拓展性，考虑到工业和技术的发展留下一定的设计裕度。（5）保证PLC良好的实用性和可维护性。
　　3 PLC自动化控制系统的优化设计
　　3.1硬件优化
　　3.1.1输入电路
　　严格控制输入电源的供电电压，为了促使外界干扰作用得到降低，设计过程中，需要在电源中合理设置电源滤波器、隔离变压器等抗干扰电气元件。同时，隔离变压器使用时，要科学应用双层隔离技术，以便促使高低频脉冲干扰得到有效降低。输入电路设计实践中，可以将DC24作为输入电源，如果电源中存在着一定的负载，那么就需要科学考虑电源实际容量和短路防护措施，以便促使PLC自动化控制系统的安全运行目的得到顺利实现。
　　3.1.2输出电路
　　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。
　　3.1.3抗干扰优化
　　在PLC自动化控制系统优化设计过程中，需要对系统运行过程中的干扰因素充分考虑，采取针对性的优化措施，促使干扰作用得到降低，PLC自动化控制系统的稳定性得到保证。在具体实践中，可以从这些方面着手：第一，采取针对性的隔离措施。研究发现，PLC自动化控制效果会直接受到外界高频干扰的影响，那么就可以将隔离变压器科学运用过来，以便有效消除掉高频干扰，促使PLC自动化控制系统的正常运行得到保证。第二，采取针对性的屏蔽措施。研究发现，静电、磁场等干扰因素可以被金属柜有效屏蔽掉，那么就可以在金属柜中放置PLC自动化控制系统。第三，科学布线。布线的合理性也会影响到PLC自动化控制系统的正常运行，因此就需要对其产生足够的重视。如通过分开布置强电线路、弱电线路，可以促使干扰出现几率得到大大的降低。
　　3.2PLC自动化控制系统的软件设计
　　在围绕PLC技术以及相关控制体系进行优化操作时，不仅需要对硬件方面进行优化，还需要做好软件层面的优化设计，只有从硬件和软件两个方面双管齐下，才能够保证系统功能得到科学化、合理化，以及创新性优化设计。首先，需要对软件优化方案进行合理制定。在该环节，需要参考硬件优化方案，设置协调性、执行性较强的优化方案。在软件设计之初，要明确工作职能，即对图形方式进行转化，具体体现在由流程图到梯形图的变化过程。其次，需要综合考虑PLC内控体系，合理借助计算机进行编程操作。深入分析内部系统在运行方面存在参数误差和指令错误，通过编程分析得出误差和错误的具体位置，以及形成的原因。同时，借助于相关的技术手段，对软件设施体系进行创优处理，保证内控体系内部控制和系统运行功能更加全面。最后，要对编程类型，以及具体的编程方式进行明确与优化。在具体编程过程中，所涉及到的类型，具体体现在两个方面，即基础编程和模块编程。在针对PLC内部体系进行编程优化设计时，要根据操作要求，在特定时期选择合适的编程方法，从而实现内控体系的完善，促进工业行业发展环境实现安全化、自动化以及高效化发展。
　　3.3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。
　　结语
　　综上所述，PLC自动化控制系统在较大程度上促进了我国工业的发展，其具有一系列的优势，可以有效优化生产过程，提升控制效果。但是，在未来的发展中，需要结合工业生产工艺要求，积极优化研究PLC自动化控制系统，从硬件优化和软件优化两个方面着手，完善PLC自动化控制系统的功能，提升其整体运行效率，在工业生产领域内发挥更大的价值。
　　参考文献
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