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摘要：伴随着我国科技的迅猛发展，我国不断研发出各种技术系统，并把其应用到不同领域，而电气自动化控制系统是众多系统中最受人们关注的，此系统不但可以将生产效率有效提高，还能促进生产企业的可持续发展。可是我国目前现有的电气自动化控制系统中仍然存在一些问题，比如连线接线工作较为繁琐，导致系统在形成过程中要消耗大量的人力、物力和财力，而且在管理和维护方面也有很大困难度，出现短路故障时都会影响系统的重采样运作，直接影响了生产效率。最近时期，在电气自动化控制技术和计算机控制技术结合的基础上所研发的PLC自动化控制系统得到了迅速的发展，同时被多数行业广泛采用，在其中占据着十分关键的位置，正是这种局势的出现，目前最为重要的是对PLC自动化控制系统的优化设计进行全面的探索和研究。
关键词：PLC；自动化控制系统；优化设计；探究
导言
PLC是把计算机的技术结合到了自动化的生产过程中的系统，并且发展得非常快，因为计算机技术与微电子技术的促进功能，它的功能也在逐渐地增加，产品的更新速度也不断地加快，已经成了现在自动化生产中不可或缺的系统之一。它应用在很多的工业设备生产与自动化的成产中，是现代最前沿的计算机的控制系统。
1 PLC技术
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。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系统包含的信息花去、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。
2 PLC自动化控制系统的设备选型
PLC主要是对工业设备的外部系统实现自动化控制，系统控制设备规模依具体情况而定，可能是单个设备、多个设备组合或者对工业设备的生产过程实现有效控制。市场上PLC自动化控制系统产品型号众多，不同类型PLC自动化控制系统适用不同范围。选购时，应结合生产实际情况，分析、统计出被控设备的数字量、模拟量并估算出内存，确保余量适度，同时，应综合考虑生产厂家的品牌形象、售后服务、技术保障、网络通信等因素，最终，选择性价比较高的PLC自动化控制系统机型。当前，国外知名的品牌有：德国西门子、日本的三菱、松下、欧姆龙，美国的通用，韩国的LG。国内自主品牌有：研华、研祥、合力时等。选购PLC自动化控制系统时，主要从以下几个方面考虑。
2.1 结合实际，确定控制系统规模
选购前，应结合被控制设备的生产工艺流程、控制程度来确定所采购的PLC系统规模。通常PLC自动化控制系统按规模分为大、中、小三种。初等PLC控制系统主要适用于小规模生产，控制过程开关量为主，I/O点数不大于128 点的单个设备；中等规模PLC控制系统主要适用于生产过程较复杂，闭环控制且I/O点数在128—512 点范围之间的被控制设备；大规模PLC控制系统主要适用于生产过程规模大、自动化网络控制，I/O点数在512点以上被控制设备。
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2.2 结合生产工艺要求，确定I/O 点类型
PLC系统的I/O点数和类型选择应根据被控制设备的生产工艺、复杂程度要求来决定。对PLC系统的适度估计，可节省成本。因PLC自动化控制系统的电流输出端所承载负载不同，设备电流输出选用材料也不同，恰当的电流输出对系统稳定运用有至关重要的作用。
3 PLC控制系统的设计
3.1 设计思路
由于PLC控制系统当中涉及到不仅仅是计算机、网络通信技术，还有自动控制技术当中的数据管理、图形技术以及控制等其他技术，这样就要求在进行系统设计时，要充分考虑这些技术之间的相互融合性和协调性，实现数据共享、信息同步。比如在配电网当中，为了提高网络质量、降低网络损耗、减少断电次数，就必须在配电网的设计中以系统工程为理念，利用系统集成的方式，统筹考虑系统的兼容性、统一性，并且还要以实用性、经济性、稳定性、可扩展性等设计要求为前提。
3.2 设计要求
3.2.1 硬件方面
在PLC控制器当中，硬件设计是十分重要的，硬件设计的好坏会直接影响到设备的运转的稳定性、安全性以及可靠性。此外，PLC很容易适应周围环境，安装比较方便，更换时也比较快捷。
比如在输入输出电路的设计中，设计输入电路时，考虑到电源要具有普遍性、抗干扰等问题，因此，一般采用的是240V作为供电电源，并且在电源当中还加入了净化原件以此来达到隔离要求。除此之外，考虑到电路中可能出现短路现象，因此，在选择电源容量时采用输入电路功率的二倍，并且在输入段安装熔丝以此来起到保护电路的作用；设计输出电路时，假如生产中有高频的动作，那么在设计PLC时，就需要通过继电器进行输出，这样不但保证了生产的要求，而且抗干扰能力、负载能力都得到了很大提升，而如果在输出端的负载是具有电磁感应一类的，那么在突然断电时就会出现电磁干扰，这样就会产生电流的冲击，因此为了防止这种冲击烧坏PLC，就需要在此设备的旁边安装二极管，以此来起到保护的作用。
3.2.2软件方面
PLC系统进行设计时，除了要对硬件进行设计，还要进行软件的设计。在进行软件设计时，要根据生产的需求来进行划分，不同程序实现不同的功能，软件设计中最为重要的就是过程的编写，PLC控制系统应用的效果如何关键是要看软件设计方案是否合理、高效。因此，在进行程序编写时，一个子程序不但可以独立的实现一些简单的功能，而且还要在组合模块中也要发挥相同的功效。一般程序结构分为三种：循环、条件以及顺序，表达方式也为三种：STL（语句表）、CSF（功能图）、LAD（接点梯形图），在PLC程序当中，最小的语句单元称为控制语句，比如LDI0.2就为一个完整的控制语句。除此之外，在编程的过程中，一定要尽可能的保证各种指令的正确性，假如出现错误，也必须有相应的程序来保护设备、控制设备。比如在一个生产线当中，有某一个设备是关键设备，必须要保证它的可靠性，因此，在编程时，就需要充分考虑到这一点，可以利用程序连锁措施来最大限度的保护生产线的正常运行，就算出现意外，也会立马停止，同时发出警报。对于干扰问题，可以通过设计滤波器以及工频整形采样的方式消除周期性的干扰。
4 结束语
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。然而，如果遇到特别恶劣的工作环境时，尤其是受到电磁干扰时，PLC的程序就会出现编程错误，这种错误将会影响系统整体的正常运作，要不断完善PLC自动控制系统。由于PLC控制系统优化设计属于比较系统化的工程，经常会受到各个方面的因素影响，想要更好的对其进行设计和完善，必须对其进行充分的考察和反复的实践及设计，只有这样才能具备丰富的经验。文章重点对系统硬软件设计方面入手对控制系统的优化设计进行了分析，希望为今后的工作提供有利的参考和帮助。
参考文献
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[3]毕立海.解决PLC控制系统应用中干扰问题的方法[J].电气技术与自动化，2007（07）.
论文作者:吴自超
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第8期
论文发表时间:2017/8/17
标签：控制系统论文; 系统论文; 设备论文; 技术论文; 自动化控制系统论文; 程序论文; 电路论文; 《电力设备管理》2017年第8期论文;