PLC自動化控制系統優化設計探究

楊驍

內容摘要 傳統自動化電氣控制系統，不僅需要耗費大量人物、財力，而且在后期管理與維修環節也較為困難。而PLC自動化電氣控制系統，不僅可以有效加快生產進度，還可以推動諸多行業持續發展，因此，PLC在現代社會中發展與推廣前景十分廣泛?；诖?，文章首先對PLC自動化控制系統相關概述展開解析，其次對PLC自動化控制系統優化設計的要求進行探究，最后提出PLC自動化控制系統實際應用，旨在讓更多人了解PLC的意義與作用。

關鍵詞 PLC 自動化控制系統 優化設計

1 引言

工業行業自動化能力決定著國家在生產方面的實際能力，還可以推動整個國家經濟發展。而在工業行業自動化之中，電氣屬于關鍵部分，將PLC技術應用到電氣自動化控制之中，既可以大幅加強當前自動化控制能力，還能夠從根本上解決傳統控制系統諸多問題與不足。為了促使PLC技術能夠將自身作用完全發揮出來，文章主要將PLC自動化控制系統作為基礎，詳細分析概述、要求及實際應用三方面內容。

2 PLC自動化控制系統相關概述

PLC是指一種可編程控制器，將計算機等技術作為基礎，但自身也屬于計算機技術中的一部分，通過PLC能夠在生產行業中設計完全自動化的控制系統[1]。PLC核心定義是：將某種特定程序為基礎，按照用戶實際需求設計相應系統展開自動化控制，確定系統能夠根據相關指令與順序進行處理與運轉，從而實現自動控制目的。通常在傳統控制系統之中，處理系統需要不斷徘徊在諸多指令中，但PLC系統之中接線情況十分簡單，除基本輸入與輸出需要接線，其他環節無須連接線路，只要通過軟件或模塊就可以實現相互連接。由于PLC系統會提前設計好相關程序，所以在收集信息、處理信息及儲存信息等環節上，無須隨時對其進行手動調整或更改。但在PLC系統中電源、處理器都屬于核心部件，其中電源如果無法正常運轉，那么其他所有模塊與部件都無法發揮作用，而處理器更是負責信息處理與轉化等內容，在任何環境中都可以引導所有模塊發揮作用。

3 PLC自動化控制系統優化設計的要求

3.1 基本工藝要求

在對PLC系統展開優化設計時，一定要符合基本工藝要求，這在優化設計工作中屬于核心要求。首先，需要在開展優化設計工作前，深入了解PLC系統應用環境與用途;其次，需要收集并整理PLC信息資料，利用這些信息資料擬成詳細方案;最后，當確定設計方案后，需要針對方案可行性展開實驗與分析，在此過程中不僅能夠提前設計諸多問題解決措施，還能夠確定最后PLC系統設計選用哪套方案，確保優化設計可行性及可靠性。

3.2 使用功能要求

優化設計主要是為了促使PLC系統更加符合用戶需求與標準，切實加強控制系統能力，有效提升生產實際效率與質量。因此，在對PLC系統使用功能不造成任何影響情況下，需要盡量對設計方案內容展開全面優化，旨在通過最為簡單、便捷的設計環節，實現最具質量、效率的控制成果。所以，在優化設計PLC系統時，只要確保使用功能正常，其他方面都可以盡量優化，這樣不僅可以確保優化設計與應用需求相符合，還能夠促使PLC自動化控制系統在實際應用中充分發揮自身作用。

3.3 安全性要求

因多種因素都可能對PLC自動化控制系統安全性能造成直接或間接影響，如系統自身設計質量情況、周圍電磁干擾情況、硬件軟件設計情況、工作四周環境情況等。因此，需要了解PLC自動化控制系統在正常運轉時，需將溫度控制在0～50℃之內，濕度控制在30%～80%之內，這樣PLC自動化控制系統壽命與效率就可以得到一定延長，但此數據并不包括軍用PLC系統與部件，因軍方PLC在溫度與濕度方面的承受能力較強。而且還需要了解PLC系統在運轉中，如果環境內含有大量油煙、粉塵、酸堿氣體或者是水蒸氣，都會導致PLC系統與部件出現程度各不相同的損壞，對此，就可以在PLC系統運轉環境中安裝檢測裝置，將環境內含有哪種因素全部反映出來，這樣也便于相關人員采取措施為PLC自動化控制系統運轉提供環境保障[2]。

3.4 效率要求

如今大部分行業應用PLC設計自動化控制系統，主要原因便在于有效提升生產速度，但在此環節中需要通過多種技術工藝，以及生產設備的全面改善才能夠得以實現，特別是在PLC自動化控制系統優化設計中，更需要按照生產實況選擇實際容量，確保實際容量在生產過程中留有余地。若PLC實際容量小于或等于生產實況，那么就會導致PLC系統無法在生產過程中提升整體效率，這與PLC自動化控制系統應用意義完全不符。

4 PLC自動化控制系統的應用

4.1 閉環控制

通常在傳統自動化控制系統之中啟動方法較多，如自動、現場手動、設備旁手動等。但通過PLC技術就能夠通過閉環控制設備啟動，通過轉速測量、電液執行以及電子調節三個單元，來控制調節器及轉速測量。在利用PLC自動化控制系統中的閉環控制啟動方法時，當開啟動力泵時PLC就會對相關模塊展開控制，并按照動力泵在運轉過程中積累時間，確定開啟主泵還是開啟備用泵，這時只要通過設備旁手動方法，就可以在啟動動力泵過程中對設備開關進行調整，再按照設備系統泵運轉時間決定是否開啟或關閉主泵或備用泵，這樣，在現場就能夠把啟動開關調成手動調速。除此之外，如今在PLC自動化閉環控制系統之中，大部分會將傳統系統與PLC系統相互結合，這樣在實際應用時傳統系統就能夠起到輔助作用，針對電機回路以及控制回路起到優化作用，當PLC控制系統在運轉中出現意外故障時，傳統系統就能夠為設備正常運轉提供保障，促使設備持續保持在高速運轉狀態下完成生產工作[3]。

4.2 順序控制

近幾年，社會各界朝節能減排方向發展，也針對節能減排提出諸多標準規范與要求，這就促使工業行業在生產環節上將降低能耗當作重中之重，對于PLC自動化控制系統就有著更高標準與要求。在PLC自動化控制系統之中順序與開關量都屬于核心控制，因此，在實際應用PLC技術設計順序控制系統時，可以用PLC代替繼電控制裝置，這樣既能夠針對自動化控制系統中所有單獨技術展開全面掌控，還能夠和信息模塊相互配合，與總通信之間相互連接，從而在真正意義上實現PLC自動化順序控制系統正常運轉。

4.3 開關量控制

在傳統控制系統之中基本都會選用電磁繼電裝置，但應用這種裝置容易出現觸電問題，從而嚴重影響控制系統安全性與穩定性，而且在這種控制系統之中接線情況十分雜亂，但在自動化控制系統中應用PLC，基本都會選用軟繼電裝置，這種裝置能夠有效加強系統安全性與穩定性，不僅在自身功能上較為齊全，在對其展開維護與修理時十分便利，從而系統內部接線情況變得更加簡單，同時為電氣設施正常運轉提供相應保障。除此之外，應用PLC還能夠有效降低輔助開關應用次數，能夠同時對多個線路運轉情況進行控制與顯示。例如，在發電系統之中應用備用電源設備，就能夠全面加強發電系統安全性與穩定性，但為了促使發電系統控制更加全面，就可以在其中應用PLC自動化控制備用電源設備，這樣相關人員只需適當調整或更改其中程序，就可以徹底轉變發電系統控制方法，這時再通過PLC所具備的判斷、處理等功能，就可以全面加強發電系統抗干擾能力，從而促使發電系統運轉安全得到相應保護[4]。

5 結語

綜上所述，由于PLC能夠在惡劣環境下自動進行全面控制，可以在沒有保護裝置下正常工作，但如果環境太差或周圍電磁太多時，PLC系統在運轉時就會容易發生錯誤，輕則導致PLC裝置完全失控，重則導致整個PLC系統徹底失靈。因此，如今在設計PLC自動化控制系統時，一定要注意基本工藝、使用功能、安全性及效率等要求，此環節對于PLC自動化控制系統實際應用而言至關重要。

【參考文獻】

[1]陳曉玲，李楠，鄧媞.工業自動化生產過程中PLC控制系統的設計[J].中國新技術新產品，2019（14）：7-8.

[2]徐穎棟.PLC在工業自動化控制系統的應用研究[J].山東工業技術，2018（1）：116.

[3]龐建云，吳彥霖，秦忠.基于PLC的金殿日化自動化恒壓供膏控制系統的研究[J].機電產品開發與創新，2019，32（2）：57-58.

[4]杜勇威.基于PLC的礦井水泵自動化控制系統研究[J].當代化工研究，2019（6）：93-94.