基于PLC的自动化生产线控制系统软件设计郝勇

郝勇

摘要：自动化生产线由5个单元组成，分别是：送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元。每个单元都有控制本单元工作过程的PLC。控制系统要求，每个都要上电时先复位，然后才能工作；按了停止按钮后，每个单元都要把本单元的流程进行完，然后停止；按下急停按钮，立即停止工作，急停按钮回复，寻找断点继续工作。研究以上控制要求的编程思路，并且以自动线供料单元为例，研究复位、停止、急停等控制要求编程的方法。

关键词：PLC；自动线；控制；软件设计

1PLC技术的介绍

1.1PLC技术的含义

通常来说，PLC是一种可编程的逻辑控制器，普遍用于工业的控制工作当中。PLC能够较好地取代继电器的位置来有效地进行逻辑控制，并且通过储存程序来完成一定的指令工作，其中主要是一些顺序控制、计算操作和逻辑运算的工作。此外，PLC真正用途还在于能够使用数字和模拟的形式来输入或者输出，从而较好地控制不同型号的机械装置。PLC的硬件结构由电源、CPU、存储器、功能模块等组成，在这一点上像极了微型的计算机。

1.2PLC系统的主要特征

（1）PLC系统控制灵活。PLC是将集成度高和体积小的优点集一身的高性能处理器。在控制系统中引入PLC，对改良自动化饮料生产线有很大的作用，它可以替换掉原有系统中繁琐的电路和连线。因为PLC系统控制比较灵活，所以PLC技术在自动化饮料的生产线很适用，它可以紧跟时代的发展步伐进行实时的更新，在更新时不需要大规模的变更，只需将原有的PLC拆卸换上新的处理器即可。（2）安全性高。PLC系统的出现，很大程度上减轻了人的工作量。在一些工程监控中，不在需要人为的监控，只需PLC提供相应的感应器，将工程现场的具体情况传输到PLC处理器中，就可以详细的将工程的数据参数进行有效的监控，这种工作模式，大大减少了工作中出现的失误情况，提高准确性。

1.3PLC技术使用的原理

PLC技术在实际使用的过程中，需要通过采样的输入、执行相应程序、输出并刷新3个步骤，3个步骤组成了一个完整的扫描周期。PLC控制系统运作的全程将重复这3个步骤。首先，输入采样时，需要PLC逐个对接收来的状态及相关信息数据进行扫描。其次，执行相应的程序，使用PLC技术一次按前后顺序扫描用户的程序。最后，输出并刷新是指全部程序完成之后PLC就实行相应的输出刷新工作。

2自动生产线实验平台

（1）自动生产线实验平台组成。自动化生产线实验平台的组成主要有以下５个工作单元，分别是：装配单元、供料单元、输送单元、加工单元、分拣单元。各工作单元不仅能够作为自主运行的独立系统，且由输送单元能够连接其他各单元组成为完整的自动生产线。（2）自动生产线实验平台工作原理。该自动生产线实验平台组成主要有上述５个单元，主要内容是实现以下４道工序的内容，也就是装配、供料、分拣、加工。以上４道工序由输送单元串联为一体，实现自动生产线的运行全过程。

3控制系统总体编程思路

工程技术工作人员在设计电气控制中的PLC系统的工作中，首要工作就是确定电气自动控制的任务内容，而后比较分析PLC应有的功能及其价格，为电气设备控制系统选取合适的程控器主机。在选取确定了需要的主机类型后，技术工作人员需要对相对应的模拟量单元、显示设定单元以及位置控制单元，至此PLC设计工作的第一步即为完成，而后还有进行其他的设计工作。在选取确定了需要的PLC主机类型后的设计工作步骤，主要内容有I/O地址的设计和确定、控制系统的设计工作以及调试系统的设计工作。技术工作人员在设计和确定I/O地址后，方可进行控制系统的设计工作，因此I/O地址的设计和确定是PLC控制系统设计工作的重要基础，在I/O点地址的确定、代码的设计工作、名称的设计工作等完成后，技术工作人员方可开始编程设计工作，进行装配图的设计工作、接线图的设计工作等，为线路设计科学的装配方案和连接方案。在I/O地址的设计与确定工作完成之后，继而设计科学合理的控制系统，控制系统的设计工作可分为两个主要部分，即为软件设计工作以及硬件设计工作。硬件设计的工作内容主要是设计合理的PLC控制器，设计合理的电气线路，设计合理的外围路线，以及合理的抗干扰设计工作。软件设计的主要工作内容是编辑和设计科学合理的PLC控制程序，即为主程序的编辑和设计工作、子程序的编辑和设计工作和中断程序的编辑和设计工作等。最后的设计工作即为调试系统，技术工作人员要利用科学的调试办法，分别调试系统中软件部分的设计和硬件部分的设计，要确保整个系统的设计符合相对应的要求，能满足相应的运行要求。

4控制系统软件设计

1）需要进行启车的集中控制处理。在启车的时候，如若有异常状况，需要进行控制站以及现场的调查，不可以进行启车处理。2）做好停车的集中控制工作。3）做好事故方面的停车管理工作。在事故停车管理方面，为了更好的采用PLC技术进行选煤厂的自动化控制系统管控协调，需要总结丰富经验，将PLC技术深入的应用在自动化控制系统中，增强各类系统的运行效果。4）应当采用PLC技术进行网络结构方面集成系统的设计，按照选煤厂的发展需求，将网络结构划分成为3个层次，即信息层次、控制层次及现场机械设备的控制层次。5）做好相关的控制子系统处理工作。对于控制子系统而言，需要重点关注监控中心工作、OLC主站处理工作及从站处理工作等，保证工程师站以及相关现场终端各方面管理控制工作符合规定。在此工作中还需安排中控室进行系统的监控处理。

5LC技术在自动化控制中应用建议

首先，要了解PLC技术中存在的优点和缺点，做到扬长避短，不断改进缺陷，使技术符合电气工程的需求。不断改革PLC技术的设计理念，完善技术理论体系，使PLC技术能够得到进一步优化。在研究和开发上，要加大投入力度，结合实际情况，确保该技术的性能更加完善。第二，培养优秀的PLC技术人才，使其不仅具备深厚的理论知识，还具备分析问题和解决问题的能力。要开展专业的PLC技术培训，使每一名人员的实践能力更强，了解在实践过程中存在的问题，便于解决问题，提高PLC技术水平，使其变得更加完善。只有在工作中不断摸索，才能进一步提高人员的技能，促进PLC技术应用范围更加广泛。第三，无规矩不成方圆。为了做到规范使用PLC技术，要制定明确的制度与规定，使PLC技术能够在一个相对规范的环境下发挥出更大的作用。

结语

自动化生产线可以自动完成生产过程，大幅度提高生产效率，改变生产流程，只需改变控制程序，控制程序的设计是自动运作的关键。以上是以自动化生产线供料单元为例研究复位、停止和急停的编程方法，这种编程方法虽然只是针对自动线的一个单元，但可以应用到自动化生产线的其他单元。自动线实现的功能可以有多种，但其基本编程的思路相同。这种编程的思路可以用到更多的PLC控制的自动化生产线编程中，完成系统控制。

参考文献:

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