PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

劉憲武

摘要：文章敘述了PLC的構(gòu)成和功能以及分析了PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，并就PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制應(yīng)用的一些注意事項(xiàng)以及抗干擾設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，有助于PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC；工業(yè)自動(dòng)化；自動(dòng)化控制

中圖分類號(hào)：TN830 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）17-0030-02

近年來(lái)，隨著科技的高速發(fā)展，PLC在在工業(yè)自動(dòng)化控制中處理模擬量和數(shù)字運(yùn)算以及人機(jī)接口等方面的應(yīng)用以及發(fā)展都有著大幅提高，而逐漸成為當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，而且在工業(yè)控制的各領(lǐng)域也發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。而對(duì)于PLC本身而言，其作為一種數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，其實(shí)現(xiàn)了單機(jī)和車間以及工廠的工業(yè)自動(dòng)化控制，而其表現(xiàn)出來(lái)的具有抗干擾能力強(qiáng)、維修方便等特點(diǎn)也開(kāi)始使得其受到工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的重視，不僅如此，PLC在控制現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控的極高可靠性以及其編程的簡(jiǎn)單和靈活也使得其在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的控制中也開(kāi)始得到廣泛的應(yīng)用。而隨著高新的科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和進(jìn)步，PLC的控制功能也將會(huì)逐漸地演變成更加科學(xué)可靠的過(guò)程控制以及連續(xù)控制，而這也會(huì)為PLC成為工業(yè)自動(dòng)化中的支柱性技術(shù)產(chǎn)業(yè)奠定基礎(chǔ)。

1 PLC的構(gòu)成和功能

要對(duì)PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用有所分析，那么首要的就是對(duì)其的構(gòu)成和功能有所了解，下面對(duì)PLC的構(gòu)成和功能進(jìn)行闡述：

1.1 PLC的構(gòu)成

PLC主要由電源、CPU、接口電路、I/O電路及存儲(chǔ)器等構(gòu)成。其中，電源包含了系統(tǒng)、掉電保護(hù)及備用等電源。而CPU即為中央處理器，其功能為邏輯與數(shù)學(xué)運(yùn)算，作用在于協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作。而對(duì)于接口電路而言，其主要指PLC和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、外圍設(shè)備相連通道等等。至于I/O電路，其對(duì)系統(tǒng)的輸入電路而言，是把輸入信號(hào)隔離和電平的轉(zhuǎn)化，對(duì)輸出電路而言，是對(duì)PLC輸出結(jié)果放大以及電平的轉(zhuǎn)化。而對(duì)存儲(chǔ)器而言，其主要作用是存放系統(tǒng)中的邏輯變量和用戶程序以及監(jiān)控等信息。

1.2 PLC的功能

對(duì)于PLC而言，PLC是為當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化專門應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，這導(dǎo)致了PLC與一般計(jì)算機(jī)的功能也是存在差異的，下面就其功能進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析：

首先，開(kāi)關(guān)量的控制。其主要的功能：結(jié)合控制現(xiàn)場(chǎng)所給檢測(cè)信號(hào)而依據(jù)系統(tǒng)的限位開(kāi)關(guān)和操作按鈕，能夠?qū)I(yè)控制中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行控制。

其次，系統(tǒng)的限時(shí)和計(jì)數(shù)控制。對(duì)其限時(shí)控制而言，主要是指可以在PLC系統(tǒng)里設(shè)置有關(guān)的計(jì)時(shí)指令，而且在定時(shí)的設(shè)定時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況變通，且這主要在系統(tǒng)的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)控制應(yīng)用。而對(duì)PLC計(jì)數(shù)控制而言，其計(jì)數(shù)器分為高速和普通以及可逆計(jì)數(shù)器，對(duì)功能而言，就是完成系統(tǒng)中的不相同的各種用途的計(jì)數(shù)控制。

2 PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

隨著社會(huì)以及科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，PLC的技術(shù)也是一日千里，而對(duì)于目前其在我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用主要可以從開(kāi)關(guān)量的控制應(yīng)用、過(guò)程及運(yùn)動(dòng)控制的應(yīng)用以及模擬量及系統(tǒng)集中控制的應(yīng)用和PLC工業(yè)應(yīng)用注意事項(xiàng)及抗干擾設(shè)計(jì)這四方面來(lái)分析，下面是具體的探討。

2.1 開(kāi)關(guān)量控制

對(duì)于PLC的開(kāi)關(guān)量控制在工業(yè)自動(dòng)化控制中應(yīng)用的分析主要可以從以下的三個(gè)方面進(jìn)行闡述：

首先，在我國(guó)當(dāng)前的工業(yè)自動(dòng)化的控制應(yīng)用中，原有的繼電器開(kāi)始被PLC開(kāi)關(guān)控制替代，而PLC開(kāi)關(guān)的控制應(yīng)用也實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的邏輯及順序的控制，不僅如此，PLC開(kāi)關(guān)還有接線簡(jiǎn)單、速度快、操作維修方便、可靠性高等

特點(diǎn)。

其次，PLC開(kāi)關(guān)的應(yīng)用對(duì)系統(tǒng)質(zhì)量而言是有很大的提高的，而且在時(shí)間及人力利用方面也有很大的改進(jìn)和節(jié)省。不僅如此，這還能防止系統(tǒng)的線路不易修改的復(fù)雜問(wèn)題。但是，值得注意的是，其應(yīng)該依據(jù)PLC的系統(tǒng)的順序控制公式設(shè)計(jì)，進(jìn)而能夠有效繪出系統(tǒng)的控制器的梯形圖，不僅如此，還應(yīng)該依據(jù)模擬的仿真來(lái)檢查和確保系統(tǒng)控制的設(shè)計(jì)合理和規(guī)范。

最后，這種PLC的開(kāi)關(guān)控制現(xiàn)在不僅用于當(dāng)前的工業(yè)自動(dòng)化的單臺(tái)設(shè)備的控制，而且也用于多機(jī)群的工業(yè)自動(dòng)化流水線的控制以及注塑機(jī)和包裝生產(chǎn)線等等。

2.2 系統(tǒng)的過(guò)程以及運(yùn)動(dòng)控制

本文對(duì)PLC的過(guò)程及運(yùn)動(dòng)的控制的分析主要指的是過(guò)程控制以及運(yùn)動(dòng)控制，以下是具體的分析討論：

PLC在過(guò)程的控制主要就是離散過(guò)程控制和連續(xù)過(guò)程的控制，而對(duì)其的具體過(guò)程控制也即是針對(duì)系統(tǒng)的模擬量來(lái)工作的過(guò)程，讓系統(tǒng)的參數(shù)依照要求進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，而這種PLC主要應(yīng)用在當(dāng)前我國(guó)的化工、冶金和熱處理等場(chǎng)合。

而對(duì)于PLC在運(yùn)動(dòng)控制而言，主要是指其能夠?qū)I(yè)加工要求中的圓周運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)實(shí)行控制，不僅如此，還能夠通過(guò)系統(tǒng)的脈沖量控制機(jī)械的運(yùn)動(dòng)，而且由于脈沖控制位移量非常小，會(huì)使得其在這方面的控制精度極高。目前，這種PLC運(yùn)動(dòng)控制主要應(yīng)用在我國(guó)的機(jī)械和電梯以及機(jī)床等場(chǎng)合。

2.3 系統(tǒng)模擬量以及系統(tǒng)的集中控制

首先，對(duì)于當(dāng)前的PLC的模擬量的應(yīng)用而言，其不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)過(guò)程的控制，而且其運(yùn)用的控制各種語(yǔ)句能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)當(dāng)前的系統(tǒng)的各種儀表監(jiān)控以及能夠有效地提高控制系統(tǒng)的精度，這對(duì)工業(yè)自動(dòng)化控制中的熱處理升溫和保溫及降溫過(guò)程控制有著重要的意義。

其次，對(duì)于系統(tǒng)的集中控制而言，PLC在實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的控制的前提下，還能夠做到系統(tǒng)的自身控制，比如控制系統(tǒng)的故障檢測(cè)和顯示等等。而且在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，I/O信號(hào)和中間記憶單元間是存在邏輯關(guān)系，也就是說(shuō)當(dāng)出現(xiàn)了設(shè)備故障，其邏輯關(guān)系會(huì)遭到破壞，而達(dá)到運(yùn)用編好程序來(lái)判斷故障以及實(shí)施故障分析和報(bào)警控制。

2.4 PLC工業(yè)應(yīng)用注意事項(xiàng)及抗干擾設(shè)計(jì)

要做到PLC工業(yè)應(yīng)用的合理以及安全穩(wěn)定，那么對(duì)其在應(yīng)用之中注意事項(xiàng)以及抗干擾的設(shè)計(jì)也應(yīng)該加以重視，下面就是對(duì)這兩方面的具體分析：

其一，PLC應(yīng)用注意事項(xiàng)。在當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化的控制應(yīng)用中，對(duì)PLC而言，其首先就是要注意溫度，具體而言就是其要求環(huán)境溫度在0℃～55℃之間防止太陽(yáng)光直射等。其次，也就是要求空氣濕度應(yīng)該保持在85%以內(nèi)的范圍之內(nèi)，而且要做到不能有凝露，從而達(dá)到確保PLC絕緣性的目的。再次，禁止振動(dòng)頻率在10～55Hz之間連續(xù)振動(dòng)或者頻繁振動(dòng)，要適當(dāng)?shù)厥褂脺p震膠。最后，也就是PLC所處的空氣應(yīng)防止氯化氫與硫化氫等腐蝕易燃?xì)怏w存在，不合格的要安裝空氣凈化設(shè)施。

其二，抗干擾的設(shè)計(jì)主要從兩方面首手：首先，PLC設(shè)備的選擇要盡量地選擇抗干擾能力強(qiáng)的設(shè)備而確保PLC系統(tǒng)正常運(yùn)行。其次，在PLC抗干擾設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要做到據(jù)PLC不同的功能而設(shè)計(jì)抗干擾能力，比如電纜敷設(shè)會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，所以要不同信號(hào)分層敷設(shè)，從而達(dá)到降低電磁干擾的目的。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，當(dāng)前的PLC是作為一種控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備而應(yīng)用于當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，而隨著時(shí)代的發(fā)展以及科技進(jìn)步，PLC的各項(xiàng)技術(shù)也會(huì)越來(lái)越全面和越來(lái)越成熟，而且其應(yīng)用功能也只會(huì)不斷完善而使得其在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中起著越來(lái)越重要的作用和在工業(yè)自動(dòng)化控制里的應(yīng)用也是越來(lái)越廣泛。但是，當(dāng)前我國(guó)的PLC控制裝置在我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用中還是存在問(wèn)題的，因此，PLC在工業(yè)自動(dòng)化的控制中要加強(qiáng)注意以及進(jìn)一步提高其技術(shù)水平和使其適應(yīng)多樣工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而提高PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的的應(yīng)用水平，進(jìn)而成為我國(guó)的現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制的技術(shù)支柱，推動(dòng)我國(guó)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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