摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升，工業(yè)控制技術(shù)也在不斷創(chuàng)新與發(fā)展，目前在工業(yè)控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)為PLC，PLC技術(shù)有著諸多的優(yōu)點(diǎn)，因此，能夠滿足工業(yè)控制系統(tǒng)的需求。文章將分析PLC技術(shù)的概況，并介紹基于PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；工業(yè)控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

引言

目前，隨著社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)得到了快速的發(fā)展，工業(yè)控制系統(tǒng)積極運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)，其中PLC技術(shù)完善了其控制系統(tǒng)，保證了工業(yè)的可持續(xù)生產(chǎn)，提升了其自動(dòng)化的進(jìn)程，控制了生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。文章將研究基于PLC技術(shù)的工業(yè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

1 PLC技術(shù)的概況

工業(yè)控制技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)先進(jìn)的信息技術(shù)的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的高質(zhì)量、低消耗與安全性等，PLC技術(shù)屬于工業(yè)控制技術(shù)中的一種，PLC的基礎(chǔ)為計(jì)算機(jī)技術(shù)，核心為微處理器，優(yōu)點(diǎn)如下：安全性較高、適用性較強(qiáng)、易學(xué)易用易建造、便于維護(hù)、輕體重、小體積、低能耗等[1]。

2 基于PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

工業(yè)控制系統(tǒng)包括硬件模塊與軟件設(shè)計(jì)，其中軟件設(shè)計(jì)是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，軟件設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、顯示其狀態(tài)、存儲(chǔ)其參數(shù)等，主要包括PLC程序，主控、界面與動(dòng)畫PC程序等。

2.1 PLC程序的設(shè)計(jì)

PLC程序的設(shè)計(jì)將實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線上執(zhí)行活動(dòng)的全過(guò)程的負(fù)責(zé)，主要內(nèi)容為采集數(shù)據(jù)、控制順序、處理數(shù)據(jù)等。PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括CPU模塊、內(nèi)部存儲(chǔ)器、電源模塊與輸入、輸出單元等。在其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中最為核心的是CPU模塊，對(duì)整個(gè)程序有著重要的作用，將對(duì)用戶的數(shù)據(jù)與程序等進(jìn)行存儲(chǔ)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置傳遞的狀態(tài)、數(shù)據(jù)等進(jìn)行采集，對(duì)PLC內(nèi)部的電路、電源等進(jìn)行診斷。內(nèi)部存儲(chǔ)器是一種半導(dǎo)體電路，其最為突出的特點(diǎn)便是具有記憶功能，內(nèi)部存儲(chǔ)器分為兩種：一種為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，主要存儲(chǔ)的為系統(tǒng)程序，如：管理程序、解釋編譯程序與監(jiān)控程序等；另一種為用戶存儲(chǔ)器。電源模塊為PLC各個(gè)模塊提供工作電源。

PLC程序的設(shè)計(jì)原則為：其一，科學(xué)性，對(duì)于被控對(duì)象的控制要求要做到最大限度的滿足，因此，在其設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行仔細(xì)的研究與考察，通過(guò)搜集的資料，根據(jù)機(jī)械與電氣設(shè)備等，制定全面的控制方案。其二，經(jīng)濟(jì)性，工業(yè)控制系統(tǒng)要具有經(jīng)濟(jì)性，才能通過(guò)控制保證其質(zhì)量，提升其效益，同時(shí)其系統(tǒng)的便捷性將易于其維護(hù)。其三，安全性，控制系統(tǒng)的安全性是必要的。其四，適用性，控制系統(tǒng)要根據(jù)工業(yè)的需求與技術(shù)的更新，進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，因此，PLC要具有適應(yīng)性。PLC程序的設(shè)計(jì)內(nèi)容為：對(duì)用戶的輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、控制對(duì)象進(jìn)行選擇，如：文本顯示器、控制按鈕、傳感器、繼電器與電機(jī)等；對(duì)PLC進(jìn)行選擇，要保證其正確性，包括機(jī)型、容量、電源模塊等；對(duì)控制程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括控制系統(tǒng)流程圖、PLC梯形圖，其中最為關(guān)鍵的是控制程序，它關(guān)系著系統(tǒng)的安全性、可靠性，對(duì)程序設(shè)計(jì)要進(jìn)行反復(fù)的修改、調(diào)試，從而保證其滿足設(shè)計(jì)的需求。

PLC程序的控制模式要根據(jù)生產(chǎn)線的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，其設(shè)備有自動(dòng)、手動(dòng)與半自動(dòng)的控制操作，因此PLC程序的控制模式也要具備相應(yīng)的三種控制模式，即：自動(dòng)、手動(dòng)、半自動(dòng)控制模式。自動(dòng)模式是指當(dāng)生產(chǎn)線保持在自動(dòng)狀態(tài)之際，PLC程序?qū)⑦M(jìn)入到自動(dòng)模式，通過(guò)遠(yuǎn)程主控PC實(shí)現(xiàn)控制；手動(dòng)模式是指當(dāng)生產(chǎn)線保持在調(diào)試狀態(tài)之際，PLC程序?qū)⑦M(jìn)入到手動(dòng)模式，通過(guò)文本顯示器控制實(shí)現(xiàn)控制；半自動(dòng)模式是指生產(chǎn)線保持在調(diào)試狀態(tài)之際，PLC程序?qū)⑦M(jìn)入到半自動(dòng)模式，通過(guò)半自動(dòng)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制[2]。

2.2 主控PC程序的設(shè)計(jì)

在控制系統(tǒng)中主控PC是重要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，主控PC有效的結(jié)合了PLC、界面與動(dòng)畫PC。設(shè)計(jì)主控PC程序的思路，首先考慮的是程序的整體設(shè)計(jì)，主要是由于其設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性與繁瑣性，同時(shí)其工作量較大，其整體設(shè)計(jì)要保證其合理性、功能性，其設(shè)計(jì)方法選用的是現(xiàn)代的、經(jīng)典的程序設(shè)計(jì)方法，根據(jù)生產(chǎn)性的實(shí)際需求，由此規(guī)劃其功能，明確與其他設(shè)備的關(guān)系；將程序模塊進(jìn)行劃分，并保證每個(gè)模塊具有獨(dú)立的功能；將程序模塊進(jìn)行調(diào)試，促進(jìn)其功能的充分發(fā)揮；將程序模塊進(jìn)行綜合研究，提升程序的綜合性能，使其發(fā)揮最大的作用。

主控PC程序主要包括PLC通訊模塊、PC間通訊模塊與數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，將實(shí)現(xiàn)主控PC與PLC二者間的數(shù)據(jù)傳輸與控制命令的傳遞；主控PC也將實(shí)現(xiàn)與界面、動(dòng)畫PC間的數(shù)據(jù)傳輸與控制命令傳遞；同時(shí)也將實(shí)現(xiàn)主控PC對(duì)內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與命令的收發(fā)等。

2.3 界面與動(dòng)畫PC程序的設(shè)計(jì)

在生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中界面PC是其操作平臺(tái)，將用戶界面與狀態(tài)反饋給操作人員，從而通過(guò)操作人員、界面PC實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的控制；在生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中動(dòng)畫PC是其模擬平臺(tái)，將對(duì)生產(chǎn)線的實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行模擬，其形式為動(dòng)畫。

3 基于PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

基于PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)要對(duì)其各個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試，再通過(guò)在線測(cè)試、驗(yàn)收等，從而保證其滿足生產(chǎn)線的需求。模塊調(diào)試主要是對(duì)PLC與其他硬件設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，主要是由于硬件設(shè)備極易受到外界因素的影響，通過(guò)調(diào)整將降低外界因素對(duì)其影響。同時(shí)要對(duì)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)進(jìn)行初始化，主要步驟有設(shè)備復(fù)位、設(shè)備自檢，在其完成后，便可以進(jìn)行正式運(yùn)行，操作人員通過(guò)對(duì)界面PC的操作，將實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的控制[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)代化的工業(yè)作業(yè)中，PLC程序得到了廣泛的應(yīng)用，從而進(jìn)一步促進(jìn)了工作控制系統(tǒng)的自動(dòng)化與現(xiàn)代化，文章介紹了PLC技術(shù)的概況，并分析了基于PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，相信，工業(yè)控制系統(tǒng)將得到進(jìn)一步的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]張敏菊.基于PLC的工業(yè)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究[D].南京理工大學(xué)，2011.

[2]譚威.基于PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].華中科技大學(xué)，2013.

[3]王洪猛，謝建君，曾云，等.基于PLC的過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2012，7（03）：71-72.