PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

杜磊

（中國石油寧夏石化公司 電儀部，銀川 750021）

0 引言

PLC作為一種數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了車間與單機(jī)之間地有效協(xié)調(diào)，同時(shí)其自身具備較強(qiáng)的抗干擾能力，而且使用和維護(hù)都較為簡便，使得PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用日漸廣泛。另外，PLC在控制現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)控具有較高的可靠性，就可以通過編程控制實(shí)現(xiàn)其靈活運(yùn)用。信息技術(shù)地快速發(fā)展也促進(jìn)了PLC控制系統(tǒng)地不斷完善，逐漸成為中國工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的重要組成部分。

1 PLC的構(gòu)成和功能

1.1 PLC的構(gòu)成

可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算和操作的控制裝置，它是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)為一體的電子系統(tǒng)[1]。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CPU（中央處理器）是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部分，對整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行起著重要的協(xié)調(diào)作用；接口電路是將PLC與外部設(shè)備相互連接的通道。對于PLC的輸入和輸出結(jié)構(gòu)需要通過I/O實(shí)現(xiàn)，而存儲(chǔ)器的主要作用則是用來存儲(chǔ)相應(yīng)的系統(tǒng)信息、用戶程序等。

1.2 PLC的功能

PLC是中國工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中一項(xiàng)重要的內(nèi)容，而PLC與普通意義上的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)功能之間也存在一定的差異，主要體現(xiàn)在：一方面，PLC可以實(shí)現(xiàn)對開關(guān)量的控制，在實(shí)際的運(yùn)用過程中，可以根據(jù)控制現(xiàn)場的檢測信號，并且以此為依據(jù)對開關(guān)和操作按鈕進(jìn)行設(shè)置，這樣便可以實(shí)現(xiàn)對工業(yè)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的控制；另一方面，系統(tǒng)的限時(shí)和計(jì)數(shù)控制。對于限制控制來說，可以通過PLC控制系統(tǒng)中設(shè)置相應(yīng)的計(jì)時(shí)指令，在設(shè)定的時(shí)間可以根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況進(jìn)行不斷的變化，對于計(jì)數(shù)控制來說，則可以根據(jù)不同計(jì)數(shù)速度的計(jì)數(shù)器進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，以此來?shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)控制功能。

2 PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

2.1 模擬量控制

根據(jù)控制對象的特征，PLC可以通過不同的組合模塊工程實(shí)現(xiàn)對其有效的控制，其中包括主機(jī)模塊、計(jì)數(shù)模塊、位置控制模塊、通信模塊等。PLC對模擬量的有效控制，可以提高工業(yè)化自動(dòng)控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，可以對自動(dòng)化設(shè)備的升溫、降溫、運(yùn)行等過程實(shí)施有效的控制，同時(shí)也可以方便熱處理過程的維護(hù)，這也是傳統(tǒng)儀表控制系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的[1]。

2.2 開關(guān)量控制

從某種意義上說，PLC的應(yīng)用是傳統(tǒng)機(jī)電控制器的代替，因此其在開關(guān)控制量方面具有更高的準(zhǔn)確性，利用中間繼電器的控制動(dòng)作，可以根據(jù)控制器的公式對其控制程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，再根據(jù)其控制程序繪制相應(yīng)的梯形圖，這種控制方式可以達(dá)到更規(guī)范的優(yōu)化設(shè)計(jì)效果，使PLC在開關(guān)量的控制方面具有更明顯的效果[1]。

2.3 位置控制

位置控制是工業(yè)自動(dòng)化控制中一項(xiàng)重要內(nèi)容，在工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)床刀具串刀補(bǔ)償控制、主軸精確分度控制、搬運(yùn)定位控制都需要通過位置控制來實(shí)現(xiàn)，PLC的有效應(yīng)用，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對步進(jìn)電機(jī)的有效控制，并且根據(jù)控制結(jié)果確定合理的電機(jī)位移，以此來達(dá)到對位置的有效控制[1]。

2.4 系統(tǒng)集中控制

在工業(yè)自動(dòng)化控制中應(yīng)用PLC，可以實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化控制，也可以實(shí)現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)本身的集中控制，尤其是系統(tǒng)故障檢測、故障顯示等，PLC系統(tǒng)集中控制功能主要是根據(jù)故障檢測和邏輯檢測的結(jié)果對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)施的監(jiān)控。在工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)床設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止都需要一定的時(shí)間，在這個(gè)循環(huán)過程中需要一定的時(shí)間才能完成，通過PLC可以對啟動(dòng)定時(shí)器進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，并且將定時(shí)器的信號輸出作為設(shè)備的停止和啟動(dòng)信號，以此來實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的集中控制[1]。

3 PLC應(yīng)用中需要注意的問題

通常情況下，PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用都處在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，環(huán)境因素對于PLC的應(yīng)用有著較大的影響，為了保證PLC應(yīng)用的有效性，需要對以下幾個(gè)問題進(jìn)行綜合考慮。

3.1 溫度因素

PLC控制器的安裝過程中，要考慮到設(shè)備的散熱問題，如果其運(yùn)行的環(huán)境溫度較高，則必須要在周邊配置相應(yīng)的制冷裝置或者通風(fēng)裝置，保證PLC在合理的溫度環(huán)境下運(yùn)行，才能達(dá)到理想的控制效果[2,3]。

3.2 濕度因素

通常電器元件的運(yùn)行與空氣的濕度都有著密切的關(guān)系，所以對于PLC運(yùn)行環(huán)境的濕度條件也要科學(xué)地控制，將空氣濕度控制在合理的范圍內(nèi)，避免空氣中水含量過高而引起事故[2,3]。

3.3 震動(dòng)因素

PLC的運(yùn)行過程中對于系統(tǒng)的防震系數(shù)有著較高的要求，所以在安裝時(shí)需要遠(yuǎn)離高強(qiáng)震動(dòng)的裝置，在運(yùn)行過程中也需要通過適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施減輕震動(dòng)對PLC造成的影響[2,3]。

3.4 空氣因素

工業(yè)環(huán)境中的氣體含量較為復(fù)雜，為了減少對PLC的影響，應(yīng)當(dāng)避免將其安裝在具有腐蝕性和易燃性氣體的環(huán)境中，如果無法避免地要在粉塵或者腐蝕性氣體環(huán)境下運(yùn)行，則要將PLC安裝在密閉性較好的控制柜中，避免空氣中的雜質(zhì)對PLC控制器產(chǎn)生的腐蝕作用[2,3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，PLC控制系統(tǒng)在當(dāng)前工業(yè)化自動(dòng)控制領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)也不斷的完善，而且在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的作用也日漸重要。需要注意的是，在應(yīng)用PLC的過程中，需要對其應(yīng)用的溫度、濕度、震動(dòng)、空氣等因素進(jìn)行全面的控制，為PLC的應(yīng)用創(chuàng)造良好的環(huán)境，才能保證其得到合理有效的運(yùn)用。

[1]傅宇.PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究[J].機(jī)電信息,2012,03.

[2]陳玉寶.PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2014,07.

[3]孔德政,李振華.PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].電子測試,2013,19.