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摘要：随着工业生产向着自动化和智能化方向快速发展，PLC系统的功能和作用得到了越来越多企业和社会人士的青睐，PLC系统能够自动完成工业生产中一些关键的工序，但是该系统的可靠性和准确性还需要进一步开展优化和改进的工作，强化抗干扰和破坏的能力，才能更好的为工业生产提供强大的助力。
关键词：自动化生产；PLC控制系统；设计；PLC网络
1 PLC控制技术特点
1.1稳定性强
PLC控制系统的稳定性将会与企业效益有着密切联系，而在实际应用中，正是因为PLC控制系统具有很强的各项性能，进而使得PLC控制系统整体稳定性提高，这也是PLC控制系统在工业生产中可靠运行的基础保障。PLC系统的稳定性主要体现在两方面：一方面就为了避免外界因素所造成的干扰，PLC控制系统中加入了光电隔离的抗干扰方法，这种方法可以在PLC控制系统正常运转的情况下，使PLC控制系统的运行时间大大延长；另一方面，PLC系统内部装置进行了特殊防护处理，既可以实现降低干扰的效果，同时通过加装的定时装置，又能在PLC控制系统发生故障时，及时进行预警和防护，避免由于故障问题给PLC控制系统造成更大的伤害。
1.2易于操作
模块设计是PLC编程设计的核心理念，通过模块设计，企业可以设置满足自身情况的操作流程、内容等，PLC控制体系，赋予了PLC控制系统极强的适应性能，可以借此特点来满足不同企业的生产需求。另外，梯形图是PLC控制系统编程语言的表达形式，这种表达形式与电气控制线路图极为相似，具有便于观察、容易理解、原理简单等特点，因而只要经过简单的培训和讲解，大部分技术人员都能轻而易举地做到根据编程语言对PLC控制系统实施熟练、准确地操作。
1.3具有极高的适应能力
在工业领域应用中，PLC控制系统不仅要面对复杂的工作环境，而且电磁干扰问题也成为了PLC控制系统运行所面临的巨大挑战。因此，也就对PLC控制系统的各种性能提出了更为苛刻的发展要求，比如说抗噪音能力、抗粉尘能力等抗干扰能力。而PLC控制系统针对外界干扰进行了各项能力的加强设计，尤其是在制造技术上采用的是世界最为先进的微电子设计技术，不仅在制造工艺上进行了优化，更使系统的各项性能得到了很大的提高。
2 PLC控制系统的设计原则
PLC控制系统的结构中包含输出和输入设备，系统设计工作的主要内容是PLC机型的选择以及内部程序的设计。在实际生产中，PLC会被应用于不同的工艺流程和不同的场合中，这些工艺过程对控制功能的要求也有所不同，因此在机型的选择上很难达成统一的标准，需根据不同的生产内容完成机型的选择。但机型的选择始终要满足以下几个基本要求。一是PLC机型的选择要以I/O点数为主。根据控制系统的要求确定I/O点数。在此过程中要保留10%左右的裕量，为工艺的改进留下空间。二是要加强对小机型的应用。随着技术的不断完善，小机型逐渐取代了大机型。在PLC功能选择上，只要使其满足I/O点数即可，大多数的小机型都能够满足这一要求。三是要对内存容量进行合理的选择。在一般情况下，I/O点数不同，内容容量也会存在很大的差异。在内存的选择上要考虑到裕量的保留，留下实际运行程序的25%作为裕量。在内存的选择上不要盲目贪大，要以够用为基本原则。同城点数满足I/O的PLC其内存也能得到要求。四是在PLC的选择上，要考虑其结构与控制系统问的合理性。如果生产为单机系统控制，所需的I/O点数较少，无需进行PLC通信，但对模拟信号的处理能力要求很高，则可以考虑选择整体式机。如OMRONC200H系列以及松下FPI系列等。如果系统将开关量作为控制的关键，可为其选择西门子S7-200、OMRONC系列等机型。五是一个生产企业应选用统一类型的机型，提高设备的互用率，为生产提供便利。
3 PLC在工业控制系统中的应用案例
在工业控制系统中PLC的应用领域主要是实现自动化控制，特别是在开关量控制、运动控制、集中控制、远程控制等高精度控制方面。下面就以PLC在啤酒发酵生产线中的应用为例，说明PLC控制系统的作用。啤酒发酵生产线的工艺流程大致为：麦芽等谷物的粉碎一麦芽的糊化一过滤一煮沸一回旋沉淀一冷却一发酵一成熟一过滤与灌装。其中发酵过程是啤酒生产中的关键步骤，在发酵过程中产生新物质并伴随着大量的热量释放。啤酒发酵的方法有上发酵和下发酵两种，两种发酵方法基本一致，区别在于对于发酵温度的控制，上发酵温度为15℃-25℃，下发酵温度为5℃-10℃，发酵温度的高低及其变化决定了啤酒的口味和质量，因此，必须高精度的控制发酵过程中的温度，是啤酒生产中自动化控制系统的核心部分。
3.1开关量控制
在啤酒发酵过程中的温度控制是一种开关量控制，这也是PLC控制系统中最常见的方式，在控制系统中，首先由发酵罐中温度传感器采集控制对象的温度变量，采集的模拟信号通过PLC芯片中的接口电路（即I/O输入输出接口）转化为PLC芯片可以识别的数字信号，这些信号数据与预先设定程序中的数值进行比对，在PLC芯片中中央处理器进行比较计算，并进一步触发预先设定的决策程序，然后将这一决策动作通过数字信号传送到I/O输入输出接口，转化为模拟信号实现对电动调节阀进行控制。在此过程中也可以通过PLC芯片的通信模块实现远程控制。
3.2运动控制
在啤酒发酵生产中温度的控制的主要方式就是冷却介质与发酵罐壁之间的热传递，在此过程中主要依靠电动调节阀来完成，而电动调节阀的开关和阀门开启的大小，都必须与控制温度变化的PLC控制系统内设定的触发初始参数相一致。PLC控制系统是中各I/O接口都直接与各温度、液位、压力和流量传感器相连接，将各项数据与存储器内的初始参数相比较，并做出相应的动作。
3.3远程控制
在啤酒发酵过程中PLC控制系统，通过其总线与中央控制室的电脑相连接，并通过PLC中的EM241智能通信模块，进行远程通信功能。这样在中央控制室内的主控设备借助局域网或以太网就可以对发酵罐的PLC控制系统相连，并通过控制室内的显示屏，将PLC中的通信模块获得的温度传感器传来的实时温度显示在控制屏上，同时显示由PLC系统传来的I/O接口中各电动调节阀的运行状态。同时中央控制室内的主机通过OPC（OLEFOR Process Contrrol）基于嵌入式过程的控制软件，对PLC控制系统的内存储器和各I/O接口进行控制，主机将设计好的温度控制程序，存储到PLC中的存储器内，置入温度控制的初始参数和相应动作，或者直接通過主机对PLC输入控制命令。
4结语：
PLC控制技术在当前的工业生产中占据非常重要的地位，但是在实际的工作环境下却面临着各种影响因素，难以发挥其完全的控制能力。虽然存在着外界因素对PLC控制产生影响，但是仍然具有其生产控制优势，在企业生产中的主体地位仍然不变。
关键词：自动化生产；PLC控制系统；设计；PLC网络
1 PLC控制技术特点
1.1稳定性强
PLC控制系统的稳定性将会与企业效益有着密切联系，而在实际应用中，正是因为PLC控制系统具有很强的各项性能，进而使得PLC控制系统整体稳定性提高，这也是PLC控制系统在工业生产中可靠运行的基础保障。PLC系统的稳定性主要体现在两方面：一方面就为了避免外界因素所造成的干扰，PLC控制系统中加入了光电隔离的抗干扰方法，这种方法可以在PLC控制系统正常运转的情况下，使PLC控制系统的运行时间大大延长；另一方面，PLC系统内部装置进行了特殊防护处理，既可以实现降低干扰的效果，同时通过加装的定时装置，又能在PLC控制系统发生故障时，及时进行预警和防护，避免由于故障问题给PLC控制系统造成更大的伤害。
1.2易于操作
模块设计是PLC编程设计的核心理念，通过模块设计，企业可以设置满足自身情况的操作流程、内容等，PLC控制体系，赋予了PLC控制系统极强的适应性能，可以借此特点来满足不同企业的生产需求。另外，梯形图是PLC控制系统编程语言的表达形式，这种表达形式与电气控制线路图极为相似，具有便于观察、容易理解、原理简单等特点，因而只要经过简单的培训和讲解，大部分技术人员都能轻而易举地做到根据编程语言对PLC控制系统实施熟练、准确地操作。
1.3具有极高的适应能力
在工业领域应用中，PLC控制系统不仅要面对复杂的工作环境，而且电磁干扰问题也成为了PLC控制系统运行所面临的巨大挑战。因此，也就对PLC控制系统的各种性能提出了更为苛刻的发展要求，比如说抗噪音能力、抗粉尘能力等抗干扰能力。而PLC控制系统针对外界干扰进行了各项能力的加强设计，尤其是在制造技术上采用的是世界最为先进的微电子设计技术，不仅在制造工艺上进行了优化，更使系统的各项性能得到了很大的提高。
2 PLC控制系统的设计原则
PLC控制系统的结构中包含输出和输入设备，系统设计工作的主要内容是PLC机型的选择以及内部程序的设计。在实际生产中，PLC会被应用于不同的工艺流程和不同的场合中，这些工艺过程对控制功能的要求也有所不同，因此在机型的选择上很难达成统一的标准，需根据不同的生产内容完成机型的选择。但机型的选择始终要满足以下几个基本要求。一是PLC机型的选择要以I/O点数为主。根据控制系统的要求确定I/O点数。在此过程中要保留10%左右的裕量，为工艺的改进留下空间。二是要加强对小机型的应用。随着技术的不断完善，小机型逐渐取代了大机型。在PLC功能选择上，只要使其满足I/O点数即可，大多数的小机型都能够满足这一要求。三是要对内存容量进行合理的选择。在一般情况下，I/O点数不同，内容容量也会存在很大的差异。在内存的选择上要考虑到裕量的保留，留下实际运行程序的25%作为裕量。在内存的选择上不要盲目贪大，要以够用为基本原则。同城点数满足I/O的PLC其内存也能得到要求。四是在PLC的选择上，要考虑其结构与控制系统问的合理性。如果生产为单机系统控制，所需的I/O点数较少，无需进行PLC通信，但对模拟信号的处理能力要求很高，则可以考虑选择整体式机。如OMRONC200H系列以及松下FPI系列等。如果系统将开关量作为控制的关键，可为其选择西门子S7-200、OMRONC系列等机型。五是一个生产企业应选用统一类型的机型，提高设备的互用率，为生产提供便利。
3 PLC在工业控制系统中的应用案例
在工业控制系统中PLC的应用领域主要是实现自动化控制，特别是在开关量控制、运动控制、集中控制、远程控制等高精度控制方面。下面就以PLC在啤酒发酵生产线中的应用为例，说明PLC控制系统的作用。啤酒发酵生产线的工艺流程大致为：麦芽等谷物的粉碎一麦芽的糊化一过滤一煮沸一回旋沉淀一冷却一发酵一成熟一过滤与灌装。其中发酵过程是啤酒生产中的关键步骤，在发酵过程中产生新物质并伴随着大量的热量释放。啤酒发酵的方法有上发酵和下发酵两种，两种发酵方法基本一致，区别在于对于发酵温度的控制，上发酵温度为15℃-25℃，下发酵温度为5℃-10℃，发酵温度的高低及其变化决定了啤酒的口味和质量，因此，必须高精度的控制发酵过程中的温度，是啤酒生产中自动化控制系统的核心部分。
3.1开关量控制
在啤酒发酵过程中的温度控制是一种开关量控制，这也是PLC控制系统中最常见的方式，在控制系统中，首先由发酵罐中温度传感器采集控制对象的温度变量，采集的模拟信号通过PLC芯片中的接口电路（即I/O输入输出接口）转化为PLC芯片可以识别的数字信号，这些信号数据与预先设定程序中的数值进行比对，在PLC芯片中中央处理器进行比较计算，并进一步触发预先设定的决策程序，然后将这一决策动作通过数字信号传送到I/O输入输出接口，转化为模拟信号实现对电动调节阀进行控制。在此过程中也可以通过PLC芯片的通信模块实现远程控制。
3.2运动控制
在啤酒发酵生产中温度的控制的主要方式就是冷却介质与发酵罐壁之间的热传递，在此过程中主要依靠电动调节阀来完成，而电动调节阀的开关和阀门开启的大小，都必须与控制温度变化的PLC控制系统内设定的触发初始参数相一致。PLC控制系统是中各I/O接口都直接与各温度、液位、压力和流量传感器相连接，将各项数据与存储器内的初始参数相比较，并做出相应的动作。
3.3远程控制
在啤酒发酵过程中PLC控制系统，通过其总线与中央控制室的电脑相连接，并通过PLC中的EM241智能通信模块，进行远程通信功能。这样在中央控制室内的主控设备借助局域网或以太网就可以对发酵罐的PLC控制系统相连，并通过控制室内的显示屏，将PLC中的通信模块获得的温度传感器传来的实时温度显示在控制屏上，同时显示由PLC系统传来的I/O接口中各电动调节阀的运行状态。同时中央控制室内的主机通过OPC（OLEFOR Process Contrrol）基于嵌入式过程的控制软件，对PLC控制系统的内存储器和各I/O接口进行控制，主机将设计好的温度控制程序，存储到PLC中的存储器内，置入温度控制的初始参数和相应动作，或者直接通過主机对PLC输入控制命令。
4结语：
PLC控制技术在当前的工业生产中占据非常重要的地位，但是在实际的工作环境下却面临着各种影响因素，难以发挥其完全的控制能力。虽然存在着外界因素对PLC控制产生影响，但是仍然具有其生产控制优势，在企业生产中的主体地位仍然不变。