基于PLC的工业控制系统的设计与实现
随着科学技术水平的提升，工业控制技术也在不断创新与发展，目前在工业控制系统中应用最广泛的技术为PLC，PLC技术有着诸多的优点，因此，能够满足工业控制系统的需求。

文章将分析PLC技术的概况，并介绍基于PLC的工业控制系统的设计与实现。

标签：PLC技术；工业控制系统；设计与实现
引言
目前，随着社会的发展，工业得到了快速的发展，工业控制系统积极运用先进的技术，其中PLC技术完善了其控制系统，保证了工业的可持续生产，提升了其自动化的进程，控制了生产风险。

文章将研究基于PLC技术的工业控制系统的设计与实现。

1 PLC技术的概况
工业控制技术主要是通过对先进的信息技术的应用，从而实现工业生产的高质量、低消耗与安全性等，PLC技术属于工业控制技术中的一种，PLC的基础为计算机技术，核心为微处理器，优点如下：安全性较高、适用性较强、易学易用易建造、便于维护、轻体重、小体积、低能耗等[1]。

2 基于PLC的工业控制系统的设计
工业控制系统包括硬件模块与软件设计，其中软件设计是最为关键的环节，软件设计对整个系统的数据进行处理、显示其状态、存储其参数等，主要包括PLC程序，主控、界面与动画PC程序等。

2.1 PLC程序的设计
PLC程序的设计将实现对生产线上执行活动的全过程的负责，主要内容为采集数据、控制顺序、处理数据等。

PLC的内部结构包括CPU模块、内部存储器、电源模块与输入、输出单元等。

在其内部结构中最为核心的是CPU模块，对整个程序有着重要的作用，将对用户的数据与程序等进行存储，对现场输入装置传递的状态、数据等进行采集，对PLC内部的电路、电源等进行诊断。

内部存储器是一种半导体电路，其最为突出的特点便是具有记忆功能，内部存储器分为两种：一种为系统程序存储器，主要存储的为系统程序，如：管理程序、解释编译程序与监控程序等；另一种为用户存储器。

电源模块为PLC各个模块提供工作电源。

PLC程序的设计原则为：其一，科学性，对于被控对象的控制要求要做到最大限度的满足，因此，在其设计时，要对现场进行仔细的研究与考察，通过搜集
的资料，根据机械与电气设备等，制定全面的控制方案。

其二，经济性，工业控制系统要具有经济性，才能通过控制保证其质量，提升其效益，同时其系统的便捷性将易于其维护。

其三，安全性，控制系统的安全性是必要的。

其四，适用性，控制系统要根据工业的需求与技术的更新，进行适当的改进，因此，PLC要具有适应性。

PLC程序的设计内容为：对用户的输入设备、输出设备、控制对象进行选择，如：文本显示器、控制按钮、传感器、继电器与电机等；对PLC进行选择，要保证其正确性，包括机型、容量、电源模块等；对控制程序进行设计，包括控制系统流程图、PLC梯形图，其中最为关键的是控制程序，它关系着系统的安全性、可靠性，对程序设计要进行反复的修改、调试，从而保证其满足设计的需求。

PLC程序的控制模式要根据生产线的实际情况进行设计，其设备有自动、手动与半自动的控制操作，因此PLC程序的控制模式也要具备相应的三种控制模式，即：自动、手动、半自动控制模式。

自动模式是指当生产线保持在自动状态之际，PLC程序将进入到自动模式，通过远程主控PC实现控制；手动模式是指当生产线保持在调试状态之际，PLC程序将进入到手动模式，通过文本显示器控制实现控制；半自动模式是指生产线保持在调试状态之际，PLC程序将进入到半自动模式，通过半自动动作实现控制[2]。

2.2 主控PC程序的設计
在控制系统中主控PC是重要的设计环节，主控PC有效的结合了PLC、界面与动画PC。

设计主控PC程序的思路，首先考虑的是程序的整体设计，主要是由于其设计具有复杂性与繁琐性，同时其工作量较大，其整体设计要保证其合理性、功能性，其设计方法选用的是现代的、经典的程序设计方法，根据生产性的实际需求，由此规划其功能，明确与其他设备的关系；将程序模块进行划分，并保证每个模块具有独立的功能；将程序模块进行调试，促进其功能的充分发挥；将程序模块进行综合研究，提升程序的综合性能，使其发挥最大的作用。

主控PC程序主要包括PLC通讯模块、PC间通讯模块与数据库模块，将实现主控PC与PLC二者间的数据传输与控制命令的传递；主控PC也将实现与界面、动画PC间的数据传输与控制命令传递；同时也将实现主控PC对内部数据的存储与命令的收发等。

2.3 界面与动画PC程序的设计
在生产线控制系统中界面PC是其操作平台，将用户界面与状态反馈给操作人员，从而通过操作人员、界面PC实现对生产线的控制；在生产线控制系统中动画PC是其模拟平台，将对生产线的实时生产状态进行模拟，其形式为动画。

3 基于PLC的工业控制系统的实现
基于PLC的工业控制系统的实现要对其各个模块进行调试，再通过在线测试、验收等，从而保证其满足生产线的需求。

模块调试主要是对PLC与其他硬
件设备进行调试，主要是由于硬件设备极易受到外界因素的影响，通过调整将降低外界因素对其影响。

同时要对生产线控制系统进行初始化，主要步骤有设备复位、设备自检，在其完成后，便可以进行正式运行，操作人员通过对界面PC的操作，将实现对生产线的控制[3]。

4 结束语
综上所述，在现代化的工业作业中，PLC程序得到了广泛的应用，从而进一步促进了工作控制系统的自动化与现代化，文章介绍了PLC技术的概况，并分析了基于PLC的工业控制系统设计与实现，相信，工业控制系统将得到进一步的发展。

参考文献
[1]张敏菊.基于PLC的工业控制实验系统的研究[D].南京理工大学，2011.
[2]谭威.基于PLC的工业控制系统的设计与实现[D].华中科技大学，2013.
[3]王洪猛，谢建君，曾云，等.基于PLC的过程控制系统设计与实现[J].自动化技术与应用，2012，7（03）：71-72.。