基于PLC的工业控制系统的设计与实现

龙源期刊网的工业控制系统的设计与实现作者：徐子美来源：《城市建设理论研究》2013年第12期摘要：随着社会的进步，科技文化日新月异，现在的很多企业已经逐渐学会利用科技所带来的便利了，可编程逻辑控制器（PLC）就是科技发展所带来的成果，它是一种新型的数字运算操作的电子设备，被人们广泛的应用于工业环境之中。笔者结合多年的实践经验，结合理论，介绍了一个基于PLC的工业控制系统是如何设计和被实现的，本文所述的工业控制系统主要就是使用了集散式控制结构，一台PLC对应于一个单独的工位，负责对其工位上的相关设施进行操控。关键词：PLC；集散式控制；技术分析中图分类号：C931文献标识码：A文章编号：前言工业控制技术要运用到很多的技术，其中包含有控制理论、计算机、仪器仪表和其它相关的信息技术，它能够对工业生产过程实现控制、检测、调度、优化、管理和决策，以期能够实现降低消耗、增加产量、确保安全、提高质量等目的的复合型技术。PLC的中文全称是可编程逻辑控制器，简称PLC，PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。本文主要是要分析、研究整个生产线控制系统的控制系统硬件模块和软件模块相关技术。一、可编程逻辑控制器技术特点PLC的特点如下1、特别容易被工程技术人员学会现在工程技术人员学习新生事物可能比较困难，但是PLC技术却避免了这样一个问题，它的操作比较简单，很容易让工程技术人员掌握、操作。PLC要在工矿企业中使用首先一定凭借工业控制计算机这一设备。而工业控制计算机本身的接口是很容易的，在这上面编程也是很容易被工程技术人员掌握。2、能够抵抗干扰，比较可靠龙源期刊网技术要对电气设备等进行控制，它的可靠性和抗干扰性就是很重要的。可编程逻辑控制器具有可靠性的很重要的原因就是它运用了具有高科技含量的大规模集成电路技术，并且运用了高超的生产工艺来制作，设备内部还采用了具有抗干扰技术的电路，因此具有极高的抗干扰性。于此之外，此外，可编程逻辑控制器技术还具有一项特殊的技术，它自身带有能够自我检测并能自动发出警报的故障检测功能。在要使用的软件中，使用者还可以编程来进行故障检测，让其他的一些设备也能够得到保护。通过这种方式，整个控制系统就具有了很高的可靠性。3、设计简单、容易维护由于PLC技术没有用传统的接线逻辑而是使用了存储逻辑，这样就很大程度上使控制设备外部的接线大大减少，也同时让所花的周期减短，故障后的维护也会容易很多。还有一个特别重要的好处就是使得改动设备成为可能，对于小批量、多品种的生产场合很是使用。4、设施齐全、完备到如今PLC技术已经发展了这么多年，在各个方面都有了比较齐全的系列。也完全可以在实际的工业环境中使用。现在的PLC技术已经有了除逻辑处理功能之外的其他数据运算能力，能够适用于数字控制的各个方面。5、重量轻，体积小，能耗低最小型号的PLC，底部的尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。二、生产线控制系统模块概述1、控制系统软件模块软件模块主要包含有控PC程序、主界面PC程序、PLC程序和动画PC程序。PLC程序主要是要对全过程的数据处理、数据采集、顺序控制和逻辑运算这些工程中执行操作负责。主控PC程序主要对执行动作的命令收发、状态显示、参数存储和参数提取负责。界面PC程序主要对命令的发送和错误状态的显示负责操作。模拟动画主要对生产线上执行动作的状态模拟和显示负责执行。2、控制系统硬件模块硬件模块主要包含有液压设备、机械设备、计算机控制设备、电气设备和监视设备。机械设备要对操作执行过程中的所有动作负责，它是生产线上的执行机构，主要有传送带、工位机床和机械手。液压设备主要是向机械设备提供动力，它是提供的动力给执行机构，主要包括液压缸、液压站、压力继电器、液压阀和液压管等。龙源期刊网三、控制系统的硬件模块分析硬件模块包括液压设备、机械设备、计算机控制设备、电气设备和监视设备。1、电源。PLC、电磁阀、串口服务器、传感器等都是要依靠电源供给能量。2、PLC。PLC作为控制柜所有部件之中最重要的部件。PLC在每一个工位之上都配有一台，它要将所有的输出输入信号线连接起来。3、串口服务器。串口服务器作为串口线和网线与之间的转换器，作为转换器其一端通过以太网线与控制室的交换机相连接，另一端，通过专用的串口线与PLC的外围端口连接。4、PLC扩展机。扩展机作为PLC的一个扩展部件，它能够将PLC的I/O点数扩展到一定程度，以此来满足实际需求。5、固态继电器。固态继电器SSR（SolidstateRelays）作为无触点通断电子开关之一，是一个四端有源的器件。PLC技术驱动固态继电器主要靠输出信号，主要是由固体继电器来驱动负载。四、控制系统的软件设计相关分析众所周知，控制系统的核心是应用软件，它的主要作用就是要对整个系统的状态显示、控制调度、逻辑运算、数据处理以及参数存储的运行负责。PLC程序对应手动、半自动和自动三种控制模式。1、手动模式，如果控制系统发生了错误或者是出现了某些故障，PLC程序就会自动进入手动的程序来进行操作，在这个时候，PLC手动模式运行的动作就要受到本文显示器的控制。2、半自动模式，如果控制系统发生了错误或者是出现了某些故障，PLC程序也可以选择进入半自动的运作模式，在这个时候，PLC手动模式运行的动作就要受到本文显示器的控制。3、自动模式，如果自用模式控制下的生产线，这个时候，PLC全自动程序就会在PC程序的控制下往复的运作，自动模式情况下是不会受到文本显示器的控制的。要设计出完备的主控电脑程序，是一个十分复杂而又艰难的系统任务，从整体架构上而言，主控电脑程序可以主要划分为下面几个方面：1、PLC通讯模块；3、数据库模块；龙源期刊网、PC间(界面PC与动ICIPC)通讯模块。结论随着社会的进步，科技文化日新月异，现在的很多企业已经逐渐学会利用科技所带来的便利了，可编程逻辑控制器（PLC）就是科技发展所带来的成果，它是一种新型的数字运算操作的电子设备，被人们广泛的应用于工业环境之中。参考文献[1]张兰训,苏元敏.浅谈PLC在工业控制系统的发展特点[J].商场现代化,2008,24.[2]邓崇亮,覃焕昌.全自动生产线的PLC实现.广西右江民族师专学院,2005.6,18(3):31-36.[3]李涛,刘凯奎,王永皎.VisualC++SQLServer数据库开发与实例.北京:清华大学出版社,2006.