（天津港汇盛码头有限公司 300456）
摘要：PLC自二十世纪六十年代以来广泛应用于工业控制领域，PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
关键词：PLC；自动化控制系统；设计；优化
一、PLC技术分析
1.1PLC技术分析
PLC技术一般情况下都被认为是可编程控制器，实际上也是计算机技术中的一种，此技术主要是通过计算机技术为基础转变而成的新型技术，从深层次角度来看，PLC技术极大的促进了电子自动化生产，因为此技术是一项相对专业的自动化控制器，并在电气自动化控制过程中被大力采用，还获取了相应的成绩。即使目前PLC技术在先前的基础上不断的创新和发展，可是我们还是将其称之为PLC，即在程序不断运行的状态下，根据用户提出的不同要求，对有关软件进行控制，在依据设定的程序给予相应的处理，从而达到了电气自动化控制的目的。通常情况下处理器都是运行在对命令的执行中。PLC控制系统所包含的接线数量非常少，只有系统的输出和输入口需要接线，其它的线路基本上不需要真实的线路连接，就通过有关软件进行连接便可，和传统的电气自动化控制系统相比较，具有一定的优势。此外，PLC系统包含的信息获取、处理和存储等都是按照事前安排好的程序进行的，通常是不用进行调整和变动。
1.2PLC自动化控制系统优化设计原则
对于各种自动化控制系统来说，每一种控制系统的优化设计都是为了满足被控制对象的基本工艺要求，都是为了更好的提高自动化控制水平和生产的质量及效率。但是在PLC自动化控制系统优化设计过程中，除了要按照一定的生产工艺要求以外，还应遵循一定的优化设计原则，以下将作简单的分析。
①要最大限度的满足被控制对象的基本工艺要求，这是优化设计的最基本原则。在对于PLC自动化控制系统优化设计之前，应该对于控制系统的基本用途和重要应用环境等进行必要的调查研究，并且搜集和整理相关的数据资料，通过这些准备工作与专业的设计人员形成一份详细的优化设计方案，同时还要协同各方面关系，积极解决设计过程中出现的问题。②在不影响PLC自动化控制系统基本使用功能的前提下，要尽可能的对于设计方案进行优化，力求以更简单的设计达到最佳的控制效果，从而实现既经济合理又简单方便的优化设计方案。③在控制系统优化设计的过程中，还应该始终保证安全、可靠这一条设计主线，保证PLC自动化控制系统效率和质量不断提升的过程中，还应该努力保证系统的使用安全和可靠。④PLC自动化控制系统优化设计的主要目的就是提高生产效率，这个过程需要伴随着很多工艺和生产路线的的改进，其中在PLC容量的选择过程中，应该坚持和实际紧密联系在一起，合理确定容量，应该留有适当的余地以便日后优化改造使用。
二、PLC自动化控制系统的优化设计
2.1PLC自动化控制系统的硬件设计
硬件设计是自动化控制系统优化设计的一个重要环节，同时也是保证PLC自动化控制系统安全可靠运行的重要组成部分，硬件设计主要包括输入电路设计和输出电路设计以及抗干扰设计三个部分，以下也将作简单的论述和分析。
2.1.1 PLC控制系统的输入电路设计分析
对于PLC自动化控制系统的输入电源来说，供电电源的电压一般是AC85-240V，这种供电电源的适应范围比较广，因此应用也比较多。而为了更好的减少外界环境对于电源的干扰，我们应该在电源上面安装必要的电源净化原件，其中最主要的则是电源滤波器以及隔离变压器。而在隔离变压器的使用过程中，我们可以引入双层隔离技术，这样可以通过屏蔽层的减少高低频脉冲干扰。对于输入电路的设计，一般采用DC24Ｖ的输入电源，但是如果电源带有负载时，一定要注重电源的容量，同时要做好电源的短路防护的准备工作，这对于保障系统的正常安全运行是非常重要的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，一般情况下输入电源的容量是输入功率的两倍以上，在设计时还应该在电源之路或是适当位置安装专门的熔丝来保证电路的安全。
2.1.2 PLC控制系统的输出电路设计
在输出电路设计时，首先应该根据基本的生产工艺要求，做好相关的电路设计准备工作，其中的输出电路所需要的各种指示灯以及变频器的控制和调速应该使用晶体管进行输出，特别是频率过高的PLC控制系统更是需要晶体管作为支撑。而当频率过低时，我们则首选继电器作为输出，不仅设计简单，而且也可以提升系统的负载能力。另外对于一些带有输出带电磁线圈的输出电路来说，为了防止浪涌电流的冲击，在设计时应该在直流感性负载的旁边接上续流二极管，它可以吸收浪涌电流，达到有效保护PLC的目的。
2.1.3 PLC控制系统的抗干扰设计
科学技术的不断发展和工业自动化程度的不断加深，如何更好的降低外界因素对于PLC的干扰，已经成为了优化设计PLC自动化控制系统的重要内容。目前晶闸管以及变频调速设备的广泛应用在带来系统功能不断强化同时，也带来了更多的污染以及相关干扰问题，而控制系统的防干扰设计也是我们优化设计时必须解决的问题。对于PLC控制系统的抗干扰设计，一般主要采用以下三种抗干扰方式。
一是隔离，隔离是解决干扰的最直接方式。由于PLC自动化控制系统中的高频干扰都是由于原副边绕组之间的分布电容耦合而成的，因此我们可以直接采用1:1的超隔离变压器对于高频干扰进行隔离，以此来达到抗干扰的目的；二是屏蔽，屏蔽是阻断干扰源传播的抗干扰方式。对于PLC控制系统来说，可以将其直接置于金属柜之中，金属柜可以对静电和磁场起到很好的屏蔽作用；三是布线，这是分散干扰的重要方式，比如将原来的强电动力线路以及弱电信号线进行分开走线，这也可以起到良好的抗干扰效果。
2.2 PLC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。在进行PLC控制系统的程序设计时，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。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，这种设计思想和方法对于系统的软件设计作用极大。
结语
总而言之，一般在工业领域的电子操作系统中广泛采用PLC，其优势在于可以不采用保护措施就能使用。但是当其工作环境过分恶劣或者充满了电磁干扰的时候，程序便会出现运行错误，这将导致设备失灵乃至殃及整个系统。这将要求厂家提高PLC控制系统的稳定性和可靠，提高控制系统的抗干扰能力，另一方面设计、安装和使用维护也要多加重视，多方合作消除干扰。由此对于PLC自动化控制系统进行进一步优化设计也显得尤为重要。PLC控制系统的优化设计作为一项系统性非常强的系统化工程，其影响因素也是多方面，而要想实现最优化的设计和改进还需要在反复的实践和设计的过程中不断地进行总结和优化，只有这样才能使整个控制系统更加完善和贴合实际。
参考文献
[1]高尚军，高杰.PLC自动化控制优化探析田.科技传播，2013（9）.
[2]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）.
作者简介
邵飞（1982.04-）男，天津市滨海新区人。武汉理工大学物流工程领域工程硕士，单位：天津港汇盛码头有限公司技术部设备主管工程师，主管工作：港口门座式起重机钢结构及电气驱动设备的设计、维护、改造。
论文作者:邵飞
论文发表刊物:《电力设备》2016年第3期
论文发表时间:2016/5/30
标签：控制系统论文; 优化设计论文; 程序论文; 电源论文; 抗干扰论文; 系统论文; 干扰论文; 《电力设备》2016年第3期论文;