电气控制与可编程控制器技术 关于可编程控制器控制系统总体设计的分析

　　摘 要:社会进入了信息化时代,可以说周围大部分事物都是由信息化进行控制,一个小小的可编程控制器就能控制整个系统的工作,那么它是怎么进行控制的,本章中,主要根据可编程逻辑控制器的一些原理,还有它在现实中的应用简要的分析讨论下。
　　关键词:可编程逻辑控制器 系统设计 设计不足
　　中图分类号:TP391.8 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0018-02
　　随着社会的不断发展和进步,可编程控制器得到了广泛的应用,什么是可编程控制器呢？它是一种专门在工业环境下,能应用数字进行运算的电子系统。它采用的是可以编程的存储器,因为这样的存储器能在它的内部执行逻辑性的运算,还有一些顺序控制计时等指令,以此来控制着各式各样的机器。就目前的情况来看,大部分的计算机集散控制系统中都存在着可编程控制器,下面,我们就可编程控制器控制系统总体的一些设计作简要的浅析。
　　1 可编程控制器控制系统设计的原则
　　可编程控制器所要执行的任务就是要满足被控对象提出的各项性能指标。被控的对象也就是工业中生产的控制设备、生产工艺过程、还有就是自动化的生产线。想要在生产中,劳动生产率最高,产品的质量还要得到保障,劳动强度和危害程度也要保持在最低的状态,就要合理的进行设计PLC控制系统,PLC是可编程逻辑控制器,那么就要遵循这几个原则。
　　1.1 最大限度最合理的满足被控对象的各项指标
　　想要合理的设计PLC控制系统,就要先对被控的对象有所了解,进入工厂,进行实地的考察,对它想要达到的指标进行最合理的分析设计。然后综合考虑,拟定电气控制方案,为之后的设计做好铺垫。
　　1.2 控制系统要安全可靠
　　在电气控制系统中,最重要的就是安全可靠性,如果安全可靠性没有保障,那么在以后的使用应用中,不仅不能长期的投入生产,还能对人的生命健康带来危害。所以必须把安全可靠性放在首要的位置上,这样才能保障产品的数量和质量符合生产的标准。
　　1.3 系统最简化
　　在满足各项性能指标的前提下,使控制系统的结构最简化,这样可以方便操作,而且造价也比较低,在工厂的生产中也具有很强的使用性。简单的结构在以后的使用和维护中也是比较容易。
　　1.4 留出适当的余地
　　工厂中的生产规模不是一成不变的,生产工艺也是在不断改进的,因此在设计PLC系统的时候,要考虑到这点,要在设计中留有余地,这样就要选择有适当余量的PLC。
　　2 PLC控制系统的主要设计方法
　　2.1 设计任务的了解
　　在系统设计之前,要对被控制的对象进行深刻的了解,还要对生产中的工艺流程以及主要设备的性能进行熟悉,知道他们的工作原理,以此来确定想要设计的系统要完成的一些任务和性能。在设计过程中还要拟一份设计任务书,将设计中的一些设计要点和控制的方式写入进去,便于之后的系统设计。
　　2.2 选择合适的PLC
　　设计中选择合适的PLC是很重要的,一般要考虑这几个方面:(1)系统的控制目标。设计系统的时候要先明确系统的控制目标,在工厂中,主要的控制目标就是要保证生产的安全可靠性,使其能稳定的长期进行运作,还要保障产品的质量和数量,在不影响产品的质量的同时提高生产效率,还有就是改善信息管理。要根据需要选择合适的PLC机型。(2)PLC的硬件性能。在进行PLC设计时要先对其的硬件有一定的了解,主要看的硬件就是CPU,它是PLC主要组成部分,只有CPU的能力强了PLC的能力才会好;指令系统,不同机型的PLC指令系统也是不相同的,这就要根据实际情况的应用来确定是什么指令,从而选择出适合该指令的PLC;I/O系统,这是PLC系统设计中必须知道的参数;相应速度,在一般的情况下PLC的相应速度都是可以满足现状的,因为大部分PLC都是以数字量控制为主的控制系统,而对于少数含有模拟量的PLC控制系统来说,就必须的考虑响应速度了。除了以上的这几个重要的硬件配置,还有一些其他的考虑的方面,例如说工程总投资、备品配件的统一性、技术支持等等。
　　2.3 PLC控制系统中硬件的相应设计
　　对于PLC控制系统中硬件的设计,其实就是指PLC外部设备的设计,主要的外部设备是输入设备、执行元件、控制台和柜、操作版面等。这些设计中我们要知道,每个设备都包含什么,都要具有什么样的特点,然后根据需要进行合理的设计。
　　设备中I/O的地址分配,要根据用户输入和输出设备的分析和整理进行制定的。对于I/O来说,在它的设备表中,应该具备I/O地址还有设备代号和名称以及一些其他的信息,这样才能根据各自的特点进行正确的安排,通常情况下都是相同型号的信号和相同的电压等级安排在一起,以此确定施工的主要布局,最后绘制出I/0接线图。
　　2.4 系统软件的设计
　　控制系统软件的设计就是利用梯形图,来编写主要的控制程序,我们通常采用的方法是经验设计法和逻辑设计法。方法的使用要根据实际的情况来定。如果要设计控制系统规模比较大的系统时,可以将流程分成很多小步骤进行设计,设计中要注意,要确定每个步骤中的转换条件和跳转等功能,以便最后转换成梯形图时比较好操作。然而对于传统的控制线路改造就方便的多,可以直接根据原系统中的控制线路图,根据梯形图的编程规则进行改造。用梯形图编写程序操作起来比较简单,而且出错率比较低,设计的周期也很短暂,因此在设计中总会应用到。
　　2.5 系统的运行
　　上面就是系统设计的基本步骤,步骤完成后,PLC控制系统有了一个大概的形体,我们这时可以进行模拟调试,在运行中,要保证硬件的正常运行,然后在这基础上对软件进行调试,来达到最好的效果。
　　3 可编程控制器控制系统的可靠性设计
　　3.1 从外围电路提高系统的可靠性
　　3.1.1 关于接地
　　实现PLC接地良好,是保证正常运行的基础。在设计时,应分开PLC接地和动力接地,采取专门接地;若不能分开,则采取同设备共同进行接地;如果禁止串联接地,也不可将接地端子与大金属框架连接,因为设备间会存在电位差,不利于PLC的运行。接地点应选择在PLC临近点,往地下打入角铁,深度约为1m,用不小于4mm2扁铁或导线焊接接地桩,接地电阻小于10Ω。尤其对于PLC三菱,如输入端存在接地的符号,若没有更好的接地方法,尽量不要接地。一般在现场的调试过程中,如无法消除干扰,撤除接地后,即可可靠运行PLC。