PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用和發(fā)展

康杰雄

摘 要：PLC是工業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下的產(chǎn)物，它為工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)了一次革新，使可編程程序成為了工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備提高運(yùn)行效率的關(guān)鍵，文章從四個(gè)方面來(lái)探究PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC；工業(yè)生產(chǎn)；自動(dòng)化；應(yīng)用；發(fā)展

1 PLC概念及發(fā)展

1.1 基本概念

PLC（Programmable Logic Controller PLC）就是可編程控制器。在過(guò)去的發(fā)展歷程中，PLC經(jīng)歷了不斷的革新?，F(xiàn)如今，新的PLC技術(shù)不但在傳統(tǒng)PLC上加增了控制組態(tài)軟件，還完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化應(yīng)用，而且應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。

1.2 業(yè)界發(fā)展

近些年來(lái)，許多PLC制造廠商一直都在研究和開(kāi)發(fā)著新技術(shù)，拓展和強(qiáng)化了PLC的各項(xiàng)功能，而且進(jìn)一步縮小了PLC的造型比例。三菱公司就曾經(jīng)推出過(guò)他們的微型PLC系列產(chǎn)品PLCFX系列。這一系列的特點(diǎn)就是設(shè)備小巧，整個(gè)尺寸在15cm×13cm×7cm大小，像FX2、FX0N、FX2C、FX1N都秉承了小巧這一特點(diǎn)，但“麻雀雖小五臟俱全”，PLC雖然在結(jié)構(gòu)形態(tài)上有了大幅度的精巧化，但是它的性價(jià)比卻越來(lái)越高，功能性也愈加強(qiáng)化。

為了提高PLC的使用性能和安全運(yùn)行，三菱的FX2N型號(hào)PLC還特意在裝置中配備了EEPROM模塊來(lái)替代傳統(tǒng)中的RAM與鋰電池，這一設(shè)備的增設(shè)就省去了PLC在服役期間的維護(hù)，此舉措是具有革新性的，因?yàn)橥耆饩S護(hù)的設(shè)備在行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)尚實(shí)屬少見(jiàn)[1]。

2 PLC編程軟件的應(yīng)用

應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行編程軟件設(shè)計(jì)能夠改善PLC控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)。通過(guò)與計(jì)算機(jī)的聯(lián)動(dòng)，PLC屏幕上就可以直接顯示和生成各種編輯梯形圖與指令表，并建立順序功能圖程序等操作軟體，實(shí)現(xiàn)了不同編程語(yǔ)言之間的互換，而且這些程序都能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程。

在編程軟件功能的進(jìn)化方面，PLC的更新也非常之快。例如三菱公司就先后推出了像MEDOC、SWOPC-FXGP、WIN、GPPW這樣的仿真模擬編程軟件，而且都是包括了中英文的國(guó)際版本，為我國(guó)生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用與操作提供了便利。

3 PLC的外部抗干擾措施

PLC設(shè)備具有很強(qiáng)的抗干擾能力，這是由于設(shè)計(jì)者根據(jù)PLC的特點(diǎn)與外部干擾因素進(jìn)行了各方面的強(qiáng)化與預(yù)防，增加了相關(guān)的保護(hù)措施[2]。見(jiàn)表1。

表1 PLC外部抗干擾具體措施示意表

4 工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中PLC的具體應(yīng)用

電子信息領(lǐng)域的不斷發(fā)展也帶動(dòng)了PLC的進(jìn)步，它不但逐漸實(shí)現(xiàn)了小體積、高可靠性與高抗干擾性，還在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，得到了人們的充分認(rèn)可。

4.1 過(guò)程控制模式

新型PLC在連續(xù)控制領(lǐng)域中有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，它是通過(guò)電流、電壓、氣壓與溫度等模擬量進(jìn)行連續(xù)控制的，而且PLC能夠?qū)@些變化模擬量進(jìn)行隨時(shí)隨地的狀況分析，讓所有設(shè)備系統(tǒng)能夠按照它所分析出的合理參數(shù)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)工作。目前，PLC在過(guò)程控制模式中主要分為閉環(huán)控制與開(kāi)環(huán)控制兩方面，這兩大模式已經(jīng)能夠在冶金化工等領(lǐng)域成熟應(yīng)用，并取得了一定成就。

4.2 運(yùn)動(dòng)控制模式

PLC運(yùn)動(dòng)控制模式并不是新控制技術(shù)，但是依然保持著良好的發(fā)展勢(shì)頭，業(yè)界對(duì)其在功能應(yīng)用上作出了一定程度的改進(jìn)，使其已經(jīng)能夠通過(guò)脈沖量來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。這一理論是借鑒了機(jī)械直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律與控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)特性而得來(lái)的。它不但能夠精準(zhǔn)控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置，也能參與到一些精密儀器的制造與加工環(huán)節(jié)之中，現(xiàn)在的電梯、機(jī)床甚至機(jī)器人的制造都應(yīng)用到了這種PLC運(yùn)動(dòng)控制模式[3]。

5 工業(yè)機(jī)械手步進(jìn)控制的PCL應(yīng)用設(shè)計(jì)

工業(yè)生產(chǎn)流水線為了解決工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的問(wèn)題會(huì)設(shè)計(jì)基于PLC應(yīng)用的機(jī)械手步進(jìn)控制系統(tǒng)。假設(shè)機(jī)械手完成工件的移動(dòng)需要從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，那么機(jī)械手工作的上下限位以及左右限位開(kāi)關(guān)、包括抓放無(wú)限位開(kāi)關(guān)，都需要通過(guò)PLC進(jìn)行控制，這就需要設(shè)計(jì)內(nèi)部定時(shí)器，通過(guò)它的啟動(dòng)和關(guān)閉來(lái)控制抓放時(shí)間。

圖2 工業(yè)機(jī)械手動(dòng)作步驟順序示意圖

本設(shè)計(jì)選擇了三菱公司的F1 PLC，它的內(nèi)部包括了編程、梯形圖和I/O內(nèi)部、內(nèi)部繼電器等關(guān)鍵器件。

當(dāng)我們按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，機(jī)械手就會(huì)從右位A開(kāi)始下降，直到觸及到下限位開(kāi)關(guān)，下降停止。定時(shí)器此時(shí)接通開(kāi)始計(jì)時(shí)，機(jī)械手準(zhǔn)備抓起工件，定時(shí)器在0.5s時(shí)結(jié)束，抓工件完畢后，機(jī)械手上升，直到接觸上限位，上升停止。隨后，機(jī)械手向左旋轉(zhuǎn)，碰到左方旋限位開(kāi)關(guān)時(shí)，左旋停止。然后機(jī)械手下降，當(dāng)再次碰到左方下限位開(kāi)關(guān)后，下降再次停止。此時(shí)定時(shí)器接通，機(jī)械手放下工件，定時(shí)0.5s后結(jié)束。機(jī)械手松開(kāi)工件，上升，完成前面描述的同樣動(dòng)作程序進(jìn)行向右回歸。（見(jiàn)圖2）

6 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化事業(yè)正處于發(fā)展上升的關(guān)鍵期，PLC的工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)步為實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)起到了重要的推動(dòng)作用，同時(shí)它也為人類發(fā)展帶來(lái)了全新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。所以，合理與高效地利用PLC對(duì)我國(guó)工業(yè)發(fā)展具有劃時(shí)代的歷史意義，也具有現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]黃干將.PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用及發(fā)展[J].價(jià)值工程，2010，29（24）：223.

[2]霍謹(jǐn)濤.PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用及發(fā)展[J].科技視界，2014（10）：333-333.

[3]姚雪梅.基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)研究[J].機(jī)電信息，2013（6）：124-125.