摘要：当前，工业控制过程控制主要采用基于工控机的集散控制系统，该自动控制系统虽然具有专业性强、控制精度高等优点，但也存在可靠性差、性价比相对较低的问题。针对这一问题，提出了一种基于PLC的自动控制系统。此控制系统集成了常规顺序控制逻辑中组态控制算法调度的使用，实现了梯形图程序与控制算法的结合，使PLC完成了面向模拟量的过程控制功能，从而有效提高了控制系统的稳定性及可靠性。
关键词：PLC技术；自动化控制系统；配置；组态
PLC具有传统继电器不具备的特性，一些传统的继电器可用PLC自动控制系统代替。因此，系统的稳定性和安全性得到了显著的优化。随着我国科技的稳步发展，PLC技术也得到了全面发展，而且应用范围逐渐加大，系统功能逐渐完善，在应用过程中，存在的问题得到了充分的解决。由此可见，PLC技术的逐渐成熟，使其广泛应用于设备控制、机械调节、开关把控等工作中，同时PLC技术也得到了普及与推广。
一、自动化控制系统设计必要性
在工业自动化控制系统中，大量应用了分布式控制系统，这是由于分布式控制系统的应用技术没有很高，易于在工业生产中大量应用，但同时也应清楚地认识到分布式控制系统存在较大的安全性问题，首先是其系统的独立性，分布式控制系统对整个生产系统的控制来源于其独立的控制系统，在整体监控方面相关工作人员无法在其进行控制的过程中对其进行有效监控；其次，界面显示情况作为了解控制系统整体状况的重要信息来源，是必须要掌握的，但分布式控制系统其显示界面不固定，在人及反馈上表现出其明显的劣势，最重要的是，分布式控制系统在自动化控制效果上能发挥的作用已不能满足现代工业自动化生产需求，控制效果有限，其智能程度较差，不能对控制系统中的各个开关工作情况进行记录，同时也无法将其组建的实施情况进行汇报，这让工作人员对其系统工作情况无法了解，在其出现故障时也不好对其故障点进行判断，所以进行自动化控制系统设计非常有必要。
二、PLC的基本组成和工作流程
1、基本组成。继电器技术与控制技术的结合产生了PLC，它是可编程控制的仪器，即一种微型处理器，并可成为工厂控制的终端系统。PLC的组成与计算机类似，PLC主要由电源、接口、存储设备和处理器组成。此外，编程方面的软件也包含在PLC系统中，PLC的设备编程是实现程序编写和设备调试的重要手段。因此，相关人员可观察到PLC在编程时动态参数的状态信息。近年来，编程软件成为了社会广泛关注的热点，PLC可为用户提供软件编程平台，只需将PLC与计算机相连，便可共享编程和实现系统仿真。
2、工作流程
1)供电及初始化处理：通常，PLC工作过程包括三个部分，首先是输入采样部分，利用系统的扫描功能，对输入数据的准确性、稳定性及安全性进行判定。针对部分无用数据，可直接将其过滤掉，从而留下完整有用的数据资料。不仅如此，还能将过滤处理好的信息直接储存。对PLC进行供电后，可对继电器等相关构件进行一定处理，主要为清零操作，从而复位所有定时器。初始化处理后的同时，PLC可直接开展自行诊断，这种自诊断具有周期性，可对电源、电路系统及相关程序进行相应检查，以提高自动控制系统的整体安全性能。
2)扫描及信息交互：PLC进入扫描阶段，完成PLC与其他设备间的信息交互，并检查PLC与外界设备间的连接状态，保证扫描阶段与外界设备间信息交换的顺序完成。并启动用户程序，仍然是以扫描的方式进行某一条语句的按序执行，以保存执行结果。
3)输出及信息处理：PLC完成输入输出方面的信息处理，将保存的执行结果存入对应的映像区，同时传送到外部被控设备。PLC循环地扫描，持续地完成上面的工作流程，直到机器停止为止。
三、PLC自动化控制系统的系统配置
1、配置原则。PLC自动控制系统遵循从粗到细的配置原则。在完成某一配置操作的情况下，反复进行操作，并更新配置，使系统配置不断完善。对所选择的产品而言，一方面要选择恰当的机型，另一方面选择的产品应具备可进行发展、可继承的优点；对产品的使用而言，采用完整性方法，有关的设置信息得到备份，使系统的可靠性能得到保证；PLC自动控制系统还会涉及到经费的问题，所以，实物性的测试实验必须要在经济可行性的原则范围内进行，从而改变系统的一部分配置。
2、配置方法。根据PLC已有的公式，当自动化控制系统的输出点和输入点配置完成后，先对PLC自动化控制系统的输出点和输入点进行计算，然后设计并分析模块，以确保电压信号的稳定性，分清交流电和直流电，因电压对输入工作的影响很大，在配置开始前就得了解是否具备严谨的间隔条件，还要根据实际情况应用相关的手段对电压采取隔离措施。进行输出点计算时，首先要确定好继电器和半导体的输出模式，这样才能确定其输出模式和输出点的输出模式相关联的是半导体式、继电器式还是回路式等模块。
3、公用PLC自动化控制系统的配置方法。配置公用PLC自动化控制系统时需要安装较多的控制设备，并且安装点较为分散，按照经济可行性原则进行考虑，公用PLC自动化控制系统在配置时可选择远程终端柜和操作平台各两个。首先将一个远程终端柜安装在现场，对相关设备进行检测处理，另一个远程终端柜则安装在控制室，对相关设备进行控制处理。然后通过DNB模块，实现PLC编辑器在整个过程中的数值读取和反馈工作。公用PLC自动化控制系统的输出输入柜可采用分布式的连接布局，减少拉线和安装等相关环节的费用，能有效提升系统的可靠性和稳定性。并且利用PLC系统对变频设备的控制，可以只用一根电缆完成连接，简化变频设备的连接结构，极大地减少了变频设备的故障发生机率。
四、基于PLC的自动化控制系统的组态分析
1、组态的基本内容。组态实际上是一种模拟过程，当技术人员安装好PLC后，需要对其重新设置，并修改其模块化参数。根据客户的需求，对配制好的系统进行修改，也是PLC自动化控制系统设计者的重要工作。
在PLC自动化控制系统中，机架部分要进行主机架和扩展机架的组态，而机架是需要按照一定的规范进行配置的，电源、中央处理器、接口模块的安装槽位都必须符合规定。对主机架而言，组态过程的配置要根据分布来进行，不容许随机更改。与主机架的要求不同，扩展机架就按照网络的组态配置进行分析。确定扩展机架的位置后，对其进行安装，并添加模块。
2、模块组态的参数分析。模块组态分析是组态分析中的核心所在，其中多包含的参数是需要进行多次标定与测量的。为了方便日后的分析，其中的每一项参数都需要进行反复测定，以此来确保其完整性。标定参数可依据之前测得的结果进行具体分析，同时根据这些数据进行系统性的修改。用户可在PLC中设置对时间进行过滤，那么中央处理器便需求获得对应的参数，并且进行采样来获得平均值；若是没有对过滤时间进行设置，需要用户在对系统进行访问时输入对应的参数值。另外，对过滤时间的设置需要提前考虑并设置。
五、运行效果分析
通过对自动化控制系统进行改造设计，在原有控制系统中增加PLC相关硬件、软件，可保证PLC组态参数的正确性，从而为系统正常、安全运行提供保障。在可编程控制系统的支持下，自动化控制系统能在实现自动化的基础上，对一体化监管效果进行不断强化，从而为相关操作创造必要条件。从系统运行效果来看，自动化控制系统改造效果比较明显。但受电磁反应的影响，仍要对系统进行不断调整，从而保证系统设计效果。例如，增加中继隔离器，采用独立电源系统对其进行控制，可保证运行质量，不断完善自动控制系统，以促进系统的高效运行。
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