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摘 要：本次研究以工业设备控制系统作为研究主题，探讨基于PLC技术的工业设备控制系统的设计及应用问题。具体论述中结合日常工作经验从设计的角度，分析了基于PLC技术的基本结构、工作原理;然后从系统设计的应用角度对其展开具体阐述。
关键词：PLC技术;工业设备;控制系统;设计;应用
在现代工业设备控制系统中，以工业场景为准，基本采用PLC技术进行编程控制，它属于可编程控制器的应用，其主要特征表现在操作简易、抗干扰性强、结构模块化比较优势显著、扩展能力优越等方面。结合当前工业4.0的全面改革，基于PLC技术的工业设备控制系统日益向高精尖的全自动化、智能化方向完善。下面结合中国制造2025发展战略对主题展开具体探讨。
1、PLC技术的基本结构与工作原理
PLC技术在本质上是一种可编程控制器，具有强大的存储功能，由于现代工业场景的变化，PLC控制系统，从单片机嵌入式控制系统、计算机控制系统等众多控制系统中脱颖而出。
1.1基本结构分析
从基本结构方面观察，它与微型计算机基本一致，比如，在硬件方面，也包括电源、CPU、系统程序和用户程序存储器、输入输出接口电路等;再如，在软件方面，主要是依据实际的工业生产制造产品需求与设计进行针对性的灵活设计。目前，基于PLC技术的工业设备控制系统已经转型到了集成系统水平，也就是说，常规情况下会采用双CPU或三CPU，以此提升PLC应用的可靠性。
1.2工作原理分析
从工作原理方面分析，它也与计算机的工作方式保持一致，比如，主要是通过执行用户需要的程序实现应用，目前的工作方式属于“以CPU全程执行指令”、“在循环顺序中完成扫描”;需要注意的是，这处周而复始的循环扫描工作方式，要求做好前期的现场信息采集，可以通过立即输入方式与采样输入方式完成输入信号的全面采集。目前的智能水平相对较高，已经能够在上电处理、扫描过程、出错处理三个部分，全程进行实时动态式控制，并于出错部分实现快速修正。从工作流程方面分析，主要分为三阶段，输入采样阶段——用户执行阶段——输出刷新阶段，最后由CPU刷新处理相关状态及数据，进而凭借驱动电路达到真正的输出。
2、基于PLC顺序控制系统的设计及应用
现代工业产品的生产制造基本可以划分为产品设计、材料运输、生产加工、包装处理、订单处理五大环节，虽然行业不同，但在包装处理环节基本趋于一致，都要应用到自动打钉机控制系统。下面就以此为例说明基于PLC顺序控制系统的设计及应用。
2.1电源设计应用
首先，进行電源抗 干扰设计，确认其功能提供电源，应用对象包括人机界面、控制单元、电机传送、信号检测单元等。分析后制定三相五线制设计方案，通变压器设备解决地面与设备之间的干扰问题，具体操作中，将I/O设备、PLC电源、电动设备三者之间的电源线进行分隔处理，达到降噪与阻抗电压波目的;同时将电源滤波器接到电源线之上，进而保障CPU的安全运行。其次，在传送部分进行输入输出接线设计，进而完成本相电机设置方案。
2.2控制设计应用
基于PLC顺序控制系统的设计方案，可以根据打钉机原有模式，先分析其中的手动模式、自动模式、自动通过模式，发现其中有“上下、下、品字形”三种模式类型，因此，在主程序的控制设计环节，按照需求增加打钉模式、控制模式选择，这样就能够使其原有模式的形成一个完整的顺序控制系统。
2.3操作界面设计应用
操作界面的设计旨在强化操作的简易性与便捷性，结合现阶段工业设计中的人机交互需求，将PLC技术与工业触屏技术进行融合设计，只需以PLC中的数据存储器作为选择对象，将其中的某个作为设计方案中的通信区段，即可以使屏幕的设定与切换等相关控制动作实现“一根手指的全程操作”。根据生产需求，本次研究中主要设计了三个简易操作系统，即设定功能、管理功能、操作监视功能（均以APP界面模式为准），在各功能中，采用由整体到各个子项的顺序设计。有效实现了故障预警、数据显示的作用，满足了工业设备控制系统的现实场景应用。
3、基于PLC交流伺服控制系统的设计及应用
现代工业设备控制系统的应用，其核心在于对机器设备的运动控制方面，而要以现代工业生产制造场景为基础，则需要融合交流伺服控制系统提升应用效果。从设计容方面分析，该控制系统囊括了异步电动机-同步电动机之间的交流伺服系统，其比较优势集中于稳定性、精准性、快速化三方面;因而在其应用中能够有效的使各类物理量得到有效控制，比如运动速度的控制、运动位置的控制等。因此，现代数据机床与贴片机等工业生产中的运用相对广泛。下面对基于PLC交流伺服控制系统的设计及应用做出具体分析。
3.1连线及工作原理分析
首先，需要通过电源线与数据线将二者进行关联，目前可以在市场上购买连接全套设备，便宜方便，能够实现“傻瓜式操作”。完成连接就能够进行系统设置，其中基本原理主要是通过PLC运动控制功能对交流伺服控制系统进行有效控制;由于交流伺服控制系统属于集成系统，其中包括了计数输入端、交流伺服驱动器、交流伺服电动机、旋转译码器、PLC等;所以，在实际的PLC控制需要选择系统中具备运动控制功能的部分，用PLC编程控制完成对它的位置的控制。编程控制完成后，可以将其划分为交流伺服系统、操作界面、传动执行结构、控制单元四大部分。
3.2运动控制程序设计及实现步骤
由于该系统属于交流伺服控制系统，只由PLC进行编程控制，因此，在其实现步骤中，只需对运动定位控制的关键部分加以处理即可，具体可以按照如下步骤操作：定位控制——原点返回控制——手动JOG动作控制，其中最后一个步骤属于传动执行结构中的手动结构设计，也可以设置自动动作控制，之所以选择手动JOG动作控制，是因为实际的工业生产中，数据机床与贴片机等设备应用，大多需要通过人工放置生产原料与取下制成产品，这样能够满足其实际生产需求。从目前的应用经验观察，负载与电机惯量匹配性越高，伺服电机性能越好，所以，在实际的应用中应该对伺服电机与伺服驱动机进行合理选择，确保其匹配设置的有效性;具体可以通过电机动力矩进行合理计算。另一方面，原点返回动作只需要应用原点查找方法即可确定，在操作界面中一点即知;至于机械-电气同步运行问题，则需要在PLC编程控制中对时序进行对比，从而使其满足适时配合目的。
4、结束语
总而言之，现代工业设备控制系统的智能化已经成为提升生产效率的惟一途径，世界各国的制造业竞争日益激烈，而在实质的竞争能力方面，主要集中于对工业设备控制系统智能化水平的提升。简单讲，在现代工业中，无论作为国家，还是企业，其智能化水平越高，在全球经济市场中的竞争能力越强。结合以上分析，建议在现阶段增强我国在PLC技术专题方面的投入与研发，从而透过核心技术的突破与自主知识产权的创造，进一步增强在该方面的核心竞争力，为后续引领全球工业发展做出应有的贡献。
参考文献
[1]邓茂.微电子控制机电设备在工业中的具体应用[J].电子世界，2020，8（8）：150-151.
[2]牛林林.工业电气自动化控制设备的可靠性分析[J].城镇建设，2020，14（2）：381-382.
[3]白涛，程婷.试论工业设备安装质量管理与控制[J].环球市场，2020，19（4）：386-387.
[4]季帮永.工业电气自动化控制设备的可靠性及相关对策探讨[J].建筑工程技术与设计，2020，11（5）：2492-2493.
关键词：PLC技术;工业设备;控制系统;设计;应用
在现代工业设备控制系统中，以工业场景为准，基本采用PLC技术进行编程控制，它属于可编程控制器的应用，其主要特征表现在操作简易、抗干扰性强、结构模块化比较优势显著、扩展能力优越等方面。结合当前工业4.0的全面改革，基于PLC技术的工业设备控制系统日益向高精尖的全自动化、智能化方向完善。下面结合中国制造2025发展战略对主题展开具体探讨。
1、PLC技术的基本结构与工作原理
PLC技术在本质上是一种可编程控制器，具有强大的存储功能，由于现代工业场景的变化，PLC控制系统，从单片机嵌入式控制系统、计算机控制系统等众多控制系统中脱颖而出。
1.1基本结构分析
从基本结构方面观察，它与微型计算机基本一致，比如，在硬件方面，也包括电源、CPU、系统程序和用户程序存储器、输入输出接口电路等;再如，在软件方面，主要是依据实际的工业生产制造产品需求与设计进行针对性的灵活设计。目前，基于PLC技术的工业设备控制系统已经转型到了集成系统水平，也就是说，常规情况下会采用双CPU或三CPU，以此提升PLC应用的可靠性。
1.2工作原理分析
从工作原理方面分析，它也与计算机的工作方式保持一致，比如，主要是通过执行用户需要的程序实现应用，目前的工作方式属于“以CPU全程执行指令”、“在循环顺序中完成扫描”;需要注意的是，这处周而复始的循环扫描工作方式，要求做好前期的现场信息采集，可以通过立即输入方式与采样输入方式完成输入信号的全面采集。目前的智能水平相对较高，已经能够在上电处理、扫描过程、出错处理三个部分，全程进行实时动态式控制，并于出错部分实现快速修正。从工作流程方面分析，主要分为三阶段，输入采样阶段——用户执行阶段——输出刷新阶段，最后由CPU刷新处理相关状态及数据，进而凭借驱动电路达到真正的输出。
2、基于PLC顺序控制系统的设计及应用
现代工业产品的生产制造基本可以划分为产品设计、材料运输、生产加工、包装处理、订单处理五大环节，虽然行业不同，但在包装处理环节基本趋于一致，都要应用到自动打钉机控制系统。下面就以此为例说明基于PLC顺序控制系统的设计及应用。
2.1电源设计应用
首先，进行電源抗 干扰设计，确认其功能提供电源，应用对象包括人机界面、控制单元、电机传送、信号检测单元等。分析后制定三相五线制设计方案，通变压器设备解决地面与设备之间的干扰问题，具体操作中，将I/O设备、PLC电源、电动设备三者之间的电源线进行分隔处理，达到降噪与阻抗电压波目的;同时将电源滤波器接到电源线之上，进而保障CPU的安全运行。其次，在传送部分进行输入输出接线设计，进而完成本相电机设置方案。
2.2控制设计应用
基于PLC顺序控制系统的设计方案，可以根据打钉机原有模式，先分析其中的手动模式、自动模式、自动通过模式，发现其中有“上下、下、品字形”三种模式类型，因此，在主程序的控制设计环节，按照需求增加打钉模式、控制模式选择，这样就能够使其原有模式的形成一个完整的顺序控制系统。
2.3操作界面设计应用
操作界面的设计旨在强化操作的简易性与便捷性，结合现阶段工业设计中的人机交互需求，将PLC技术与工业触屏技术进行融合设计，只需以PLC中的数据存储器作为选择对象，将其中的某个作为设计方案中的通信区段，即可以使屏幕的设定与切换等相关控制动作实现“一根手指的全程操作”。根据生产需求，本次研究中主要设计了三个简易操作系统，即设定功能、管理功能、操作监视功能（均以APP界面模式为准），在各功能中，采用由整体到各个子项的顺序设计。有效实现了故障预警、数据显示的作用，满足了工业设备控制系统的现实场景应用。
3、基于PLC交流伺服控制系统的设计及应用
现代工业设备控制系统的应用，其核心在于对机器设备的运动控制方面，而要以现代工业生产制造场景为基础，则需要融合交流伺服控制系统提升应用效果。从设计容方面分析，该控制系统囊括了异步电动机-同步电动机之间的交流伺服系统，其比较优势集中于稳定性、精准性、快速化三方面;因而在其应用中能够有效的使各类物理量得到有效控制，比如运动速度的控制、运动位置的控制等。因此，现代数据机床与贴片机等工业生产中的运用相对广泛。下面对基于PLC交流伺服控制系统的设计及应用做出具体分析。
3.1连线及工作原理分析
首先，需要通过电源线与数据线将二者进行关联，目前可以在市场上购买连接全套设备，便宜方便，能够实现“傻瓜式操作”。完成连接就能够进行系统设置，其中基本原理主要是通过PLC运动控制功能对交流伺服控制系统进行有效控制;由于交流伺服控制系统属于集成系统，其中包括了计数输入端、交流伺服驱动器、交流伺服电动机、旋转译码器、PLC等;所以，在实际的PLC控制需要选择系统中具备运动控制功能的部分，用PLC编程控制完成对它的位置的控制。编程控制完成后，可以将其划分为交流伺服系统、操作界面、传动执行结构、控制单元四大部分。
3.2运动控制程序设计及实现步骤
由于该系统属于交流伺服控制系统，只由PLC进行编程控制，因此，在其实现步骤中，只需对运动定位控制的关键部分加以处理即可，具体可以按照如下步骤操作：定位控制——原点返回控制——手动JOG动作控制，其中最后一个步骤属于传动执行结构中的手动结构设计，也可以设置自动动作控制，之所以选择手动JOG动作控制，是因为实际的工业生产中，数据机床与贴片机等设备应用，大多需要通过人工放置生产原料与取下制成产品，这样能够满足其实际生产需求。从目前的应用经验观察，负载与电机惯量匹配性越高，伺服电机性能越好，所以，在实际的应用中应该对伺服电机与伺服驱动机进行合理选择，确保其匹配设置的有效性;具体可以通过电机动力矩进行合理计算。另一方面，原点返回动作只需要应用原点查找方法即可确定，在操作界面中一点即知;至于机械-电气同步运行问题，则需要在PLC编程控制中对时序进行对比，从而使其满足适时配合目的。
4、结束语
总而言之，现代工业设备控制系统的智能化已经成为提升生产效率的惟一途径，世界各国的制造业竞争日益激烈，而在实质的竞争能力方面，主要集中于对工业设备控制系统智能化水平的提升。简单讲，在现代工业中，无论作为国家，还是企业，其智能化水平越高，在全球经济市场中的竞争能力越强。结合以上分析，建议在现阶段增强我国在PLC技术专题方面的投入与研发，从而透过核心技术的突破与自主知识产权的创造，进一步增强在该方面的核心竞争力，为后续引领全球工业发展做出应有的贡献。
参考文献
[1]邓茂.微电子控制机电设备在工业中的具体应用[J].电子世界，2020，8（8）：150-151.
[2]牛林林.工业电气自动化控制设备的可靠性分析[J].城镇建设，2020，14（2）：381-382.
[3]白涛，程婷.试论工业设备安装质量管理与控制[J].环球市场，2020，19（4）：386-387.
[4]季帮永.工业电气自动化控制设备的可靠性及相关对策探讨[J].建筑工程技术与设计，2020，11（5）：2492-2493.