基于PLC 的自动化控制系统的配置及组态分析

周志宏 周祺畅

1.湖南三一工业职业技术学院 湖南省长沙市 410129 2.北京交通大学（威海校区）电子信息学院 山东省威海市 264401

在科学技术不断发展的背景下，智能化和自动化发展已经成为了社会发展中重要的发展趋势，在工业生产中，自动化和智能化应用也成为了重要的发展目标，工程控制计算机是实现工业生产中智能化和自动化发展的重要应用设施，在具体的应用中能够呈现出较强的抗干扰性和安全性，同时还可以作为传统继电器的替代者发挥继电器的作用，应用自身的优势改善传统继电器在工业生产中存在的缺陷。在我国市场不断扩张的背景下，加快工业发展、提升工业生产总量已经成为工业整体发展的重要趋势，因而加强对自动化控制的研究具有重要的意义。

1 自动化控制系统的重要性分析

就目前工业自动化控制系统来看，大多数控制系统都是应用分布式控制系统，这主要是因为分布式控制系统在实际应用中并不需要较高的应用技术，而且在工业生产实际应用的过程中可以被广泛应用，但是分布式系统在具体应用的过程中存在较大的安全问题，这很容易影响自动化控制系统的正常使用。分布式控制系统本身具备较强的独立性，在实际应用的过程中独立于整个生产系统的控制，相关的工作人员在整体监控方面很难对分布式控制系统进行有效的控制。界面的相关信息是控制整体运行信息的重要来源，但是分布式控制系统的界面并不稳定，所以在信息的反馈方面表现出明显的弊端。在现代化科学技术和理念的不断发展中，分布式控制系统实际发挥的作用很难迎合工业自动化生产的实际需求，具体作用中呈现的控制效果相对较差，而且智能程度也很难迎合现代化社会发展的实际需求，所以在具体应用过程中很难对控制系统中各个控制开关的工作情况进行详细的记录，在这样的方式下就很难保障信息传递的及时性，导致工作人员在工作中很难实时掌握控制系统的实际运行信息，因此在出现故障的时候也很难对故障发生的位置进行有效的判断，所以在工业生产中加强自动化控制系统的设计具有非常重要的意义。

2 可编程控制器主要的工作流程探究

2.1 PLC 工作原理阐述

PLC 应用在工业生产中能够实现自动 化操作，在具体应用过程中可以依据CPU 的处理实现逻辑运算，在这样的条件下可以实现正确的指令操作，从而可以引导用户实现工业生产自动化的相应控制。PLC 的结构如图1 所示。通过对PLC 具体研究后发现，PLC在具体应用中不仅可以发挥编程处理的相应功能，同时还可以对数字信号的输入和输出进行自动化控制，自动化系统中的各个组件主要依靠控制系统给操作断下达指令完成相关操作，通过CPU 的相关功能能够借助于PLC 自身输出的指令输出能力来实现逻辑运算以及顺序控制等基本操作，应用这样的方式能够实现工业自动化控制系统整体的操作控制。PLC 在具体应用的过程中主要依靠电力的供应，只有维持电力的稳定供应才能够实现各个硬件设备的稳定运行，机械式循环操作方式能够有效地降低人为工作量，因此这样的技术在实际应用的过程中可以有效地节约人工成本，同时可以降低人为操作发生的失误，在这样的方式下能够有效地保障工业自动化生产工作的顺利进行。

图1 PLC结构图

2.2 PLC 在工业生产中的工作流程探究

PLC 实际工作中主要由三个部分共同组成。在系统完成初始化之后需要进行输入采样工作，PLC 能够应用自身的扫描功能完成相关数据的分析和判断，在这样的方式下可以有效地保障系统整体的安全性和稳定性，同时也可以根据实际项目完成数据的分析和输入等基本操作，在自动化功能作用下可以将无用的数据信息进行有效的过滤，通过这样的方式可以保障系统整体运行的稳定性和高效性，在供电工作完成之后会自动将各个继电器组件进行复位操作，同时将所有计时计数以及相关的数据信息进行清零操作。在初始化的整个过程中，PLC 会在实际工作中对自身进行功能检验，保障自身运行状态和相关数据信息的完整性，应用这样的方式保障整体工作的质量。

扫描和交互式信息处理的重要过程。这个阶段主要是指PLC 要与连接设备进行相关数据信息的互通，保障外界设备能够与PLC在实际工作中进行稳定传输，进而可以有效地保障工作流程的稳定性，PLC 扫描工作过程图如图2 所示。然而在具体工作中需要将使用者的实际需求以及相关输入数据信息作为有效的参考，在这样的方式下开展相关系统的自动化控制将会取得良好的控制效果，但是在具体的工作中需要结合使用者实际需求对相关的自动化工作流程进行严格检查，按照相应的逻辑顺序完成自动化控制的精准计算。

图2 PLC扫描工作过程图

输出和信息处理保障信息质量的重要阶段，这个阶段主要发生在用户操作完成之后，在这个阶段的工作中，可编程逻辑控制器能够顺利进入到输出的刷新阶段，CPU 也会在这个过程中根据I/O 映象区所对应的状态和数据信息等对输出封锁电路进行刷新，相关的控制指令可以直接作用在控制系统外部的相关设备中，在这样的方式下就可以顺利地实现外部相关设备的自动化控制功能。PLC在实际工作中能够对相关数据命令等基本信息进行循环扫描，通过这样的方式可以有效地保障自动化控制的连续性，保障相同逻辑生产工作的实际效果，应用机械化和自动化的生产方式能够有效地降低人工劳动量，并增强了工作效果。

3 PLC 自动化控制系统的组态探究

在配置自动化控制系统中，应用PLC 技术需要从粗到细，需要进行重复性配置，实现不同的组态，具体内容分为PLC 配置原则，配置方法，PLC 系统的组态。如图3 所示。

图3 自动化控制系统的组态的内容

3.1 PLC 配置原则探究

自动化控制系统在实际应用的过程中需要多个可编程控制器共同应用完成相应的工作，所以在具体工作的过程中需要严格遵循配置的原则，PLC 的配置主要是指应用贴合PLC 自身情况有效应用各种各样的措施，在具体配置的过程中需要严格注意PLC 品牌类型的选择，不同品牌的性能存在着很大的差异性，所以在具体应用的过程中应该明确不同品牌的差异性来保障工业生产的质量，在品牌的准确选择中也能够有效地保障后续维护工作的稳定进行。在配置的过程中还需要保障模块数量的合理性，在具体应用的过程中需要结合自动化控制的实际需求选择模块的数量，在这个过程中需要充分考虑控制系统的安全生产以及持续生产的基本特点，同时需要在具体安装时做好备份处理，避免控制器出现问题。在配置的过程中需要加强对经济性原则的重视，在明确自动化生产配置实际需求的背景下应用实用的控制器，在质量和基本性能相同的情况下应用相对经济的PLC 模块。

3.2 配置方法探究

在PLC 控制系统具体使用的过程中需要保障实际控制效果，PLC 在具体应用的过程中涉及到很多类型的控制设备，所以控制设备在实际安装的过程中很难保障安装点的集中，然而在自动化实际生产的过程中需要尽量减少自动化控制系统的建设支出，所以在实际配置的过程中需要将距离用户较远的设备和公用PLC 系统统一进行配置，在PLC控制室的管理中需要根据不同的控制内容安装相应的变频器。液压站的安装对系统的监测具有非常好的便捷性，所以在具体安装的过程中可以将远距离的终端柜安装在液压站，通过这样的方式可以对系统实际运行状况进行实时性检测，同时切割站也能够在系统运行的过程中对远距离的终端柜配置起到良好的效果。

3.3 PLC 系统的组态探究

PLC 的系统组态主要是指自动化控制系统的模拟过程，系统组态大多数被应用在对控制方案进行修改的过程。系统组态对于自动化控制控制方案的修改具有重要的意义，所以在方案修改的时候需要将自动化控制的模块与外部链接设备进行有效的连接，同时需要对网络进行系统性的调整，在这样的过程中应用组态操作对自动化控制系统方案进行及时调整。PLC 空难管制系统的机架主要是应用扩展机架和组态共同组装完成，所以在具体安装和使用的过程中需要严格遵照相应的安装规则和使用规则，在特殊位置中需要依据组态安装的相应标准增设相应的模块。

在系统实际应用的过程中需要严格监测组态的相关参数信息，应用有效的措施对CPU 的参数进行有效的过滤，这是组态参数信息最重要的获取过程，如果没有这个过程就会对组态参数信息造成严重的影响，在具体组态安装的过程中需要加强对组态匹配特性的重视，这将取决于模块的相应名称以及机架的安排号。

应用可编程控制器对自动化控制系统进行升级改造能够显著提升工作效率和质量，在实际应用的过程中可以对工作人员实时性监测提供重要的技术保障，相关工作人员可以在工作中及时掌控相关的参数信息，应用这样的方式可以促使控制过程变的更透明，同时也可以依据相应的问题提出针对性的解决方案。

4 结语

继电器是传统自动化控制手段中常见的应用措施，但是在实际应用的过程中通常会表现出非常明显的弊端，所以在现代化发展的进程中需要积极引用现代化的PLC 系统，应用PLC 系统的优势保障生产工作的连续性和实际控制效果，保障工业自动化控制系统在工业生产的过程中能够充分发挥实际效能，同时也可以充分保障自动化生产的各个流程能够处在安全透明的条件下，在这样的背景下能够在发现问题的时候及时调整改变控制方案，进而可以达到最佳的控制效果。