淺談PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用

李亞雄

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)地不斷進(jìn)步，工業(yè)自動(dòng)化控制水平不斷提升，越來(lái)越多先進(jìn)的處理器運(yùn)用到工業(yè)控制中，其中PLC地應(yīng)用最為廣泛。在工業(yè)自動(dòng)化控制中應(yīng)用PLC，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字運(yùn)算、處理模擬量等控制，可以 有效地促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化控制水平地不斷提升。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化；PLC；應(yīng)用

1.PLC控制技術(shù)的工作原理

PLC 控制技術(shù)的應(yīng)用，并不只是經(jīng)過(guò)一個(gè)階段就能完成的。它需要多個(gè)階段互相配合，共同努力，才能夠使得該技術(shù)的應(yīng)用效果更加突出。在實(shí)際應(yīng)用中，PLC 主要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：輸入采樣階段、程序的執(zhí)行階段、執(zhí)行后的輸出階段。這三個(gè)階段順利完成之后，我們才可以說(shuō)完成了一個(gè)完整的掃描周期。

1.1 輸入采樣階段

輸入采樣階段是PLC 控制技術(shù)應(yīng)用的第一個(gè)主要階段。PLC 采用掃描方式按照順序讀入所有輸入狀態(tài)及相應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)，與此同時(shí)將這些讀入的狀態(tài)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到PLC 中的映像區(qū)的控制單元。當(dāng)PLC 完成輸入采樣階段之后，直接進(jìn)入到用戶程序的執(zhí)行階段，在此階段會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的刷新，確保輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在后續(xù)的兩個(gè)階段，映像區(qū)中的狀態(tài)和數(shù)據(jù)并不會(huì)發(fā)生改變，二者之間的運(yùn)行存在一定的時(shí)間差距。這種時(shí)間差距必須要進(jìn)行控制之后才能保證不變，也就是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行控制。此時(shí)要看輸入信號(hào)的類型，如果輸入的是脈沖信號(hào)，則脈沖信號(hào)的寬度至少為PLC一個(gè)掃描周期，只有進(jìn)行這樣的控制，才能確保所編寫的程序在輸入之后可以被有效地讀入，否則就做了無(wú)用功，產(chǎn)生的后果更加嚴(yán)重。

1.2 用戶程序執(zhí)行階段

在此階段中，可編程控制器會(huì)自動(dòng)地對(duì)用戶程序進(jìn)行完整的掃描，掃描的目的是確保所有的輸入程序都已經(jīng)被讀入。對(duì)用戶程序進(jìn)行掃描的過(guò)程中，可編程控制器會(huì)按照固定的順序和路線進(jìn)行程序的運(yùn)算。掃描的線路是由用戶程序的各個(gè)觸電構(gòu)成，正常的掃描順序也是按照先左后右的順序進(jìn)行，然后根據(jù)相應(yīng)的邏輯運(yùn)算最終得出正確的運(yùn)算結(jié)果。在此階得出的運(yùn)算結(jié)果，需要與輸入采樣階段映像區(qū)中存儲(chǔ)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，只有二者相符之后，才可以確定輸出映像區(qū)是否執(zhí)行了相應(yīng)的命令。

1.3 輸出刷新階段

輸出刷新階段是在前兩個(gè)階段完成之后才進(jìn)行的。對(duì)于前兩個(gè)階段映像區(qū)中存儲(chǔ)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，在此階段需要對(duì)這些存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行刷新。被通過(guò)輸出的控制電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外圍設(shè)備，控制具體執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體運(yùn)作，這些步驟完成之后，我們才可以說(shuō)，PLC 控制技術(shù)的整個(gè)運(yùn)作過(guò)程結(jié)束了。

2.PLC在工業(yè)控制中應(yīng)該注意的問(wèn)題

PLC 控制技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化中，它發(fā)揮的作用自然是無(wú)可替代，但前提是要按照正確的規(guī)范進(jìn)行操作，嚴(yán)格參照相應(yīng)的準(zhǔn)則，對(duì)于應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題了解清楚，在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候才能更好地控制。

2.1 溫度問(wèn)題

溫度是影響PLC 性能的一大重要因素。通過(guò)相關(guān)的研究我們可以知道，PLC 在正常使用的時(shí)候溫度范圍是零度到五十五攝氏度。這是它正常工作的溫度范圍。根據(jù)這個(gè)我們也可以知道，這對(duì)我們安裝提出了更高的要求，要合理控制溫度的范圍，既不能安裝在溫度較高的地方，如果安裝環(huán)境溫度較高，在其周邊一定要安裝相應(yīng)的散熱裝置；也不能安裝在溫度較低的地方，如果安裝的環(huán)境溫度較低，則此時(shí)一定要做好保暖措施。只有保證PLC 是在允許的溫度范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，才有可能保障其是在正常的工作，否則只會(huì)造成更大的損失。

2.2 濕度問(wèn)題

濕度問(wèn)題是僅次于溫度之后的第二大需要注意的問(wèn)題。PLC 在正常工作的時(shí)候，很容易受到空氣濕度的影響，在工業(yè)生產(chǎn)中，由于個(gè)別工業(yè)的特殊性，空氣中的相對(duì)濕度特別高，而且在此種情況下減小空氣濕度的措施又很難實(shí)行。在此種環(huán)境下要保障PLC 的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，難度很大。對(duì)PLC的相關(guān)研究表明，空氣中的相對(duì)濕度在百分之八十五以內(nèi)是滿足情況下的基本要求，在保證濕度的前提下，還要確定此時(shí)的空氣沒(méi)有凝露的現(xiàn)象出現(xiàn)，從多方面來(lái)控制，為的是保持PLC 的絕緣性能。

2.3 振動(dòng)問(wèn)題

PLC 在工作的時(shí)候遇到振動(dòng)現(xiàn)象，則此時(shí)的PLC 性能會(huì)受到很大程度的損傷。在應(yīng)用PLC 的時(shí)候，盡可能將其遠(yuǎn)離振動(dòng)源，盡可能避免將其與振動(dòng)源接觸，尤其是那些振動(dòng)頻率較大的振動(dòng)源產(chǎn)生的危害更加嚴(yán)重。如果實(shí)在是無(wú)法遠(yuǎn)離振動(dòng)源，此種情況下只能采取一些具體的措施來(lái)減小振動(dòng)產(chǎn)生的危害，比如對(duì)頻率源進(jìn)行減振或者是在頻率傳播的過(guò)程進(jìn)行處理，同時(shí)也可以使用一種減震膠，減震膠的作用就是減小振動(dòng)產(chǎn)生的影響。

2.4 電源問(wèn)題

PLC 正式運(yùn)用到工業(yè)自動(dòng)化中，必然離不開(kāi)支持它工作的電源。通過(guò)對(duì)PLC 進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，它只適用于五十赫茲和二百二十伏的交流電，由于PLC 本身就具有電源線的抗干擾能力，對(duì)于那些本身要求比較高的場(chǎng)所，我們可以安裝相應(yīng)的屏蔽層，屏蔽層可以很好地避免對(duì)電源線的干擾。如果輸入端、輸出端的電壓不同，在此種情況下最好選擇直流穩(wěn)壓電源。

3.PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用

PLC 控制技術(shù)以其自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)自動(dòng)化中得到了廣泛的應(yīng)用，鑒于它目前的發(fā)展現(xiàn)狀，相信在今后的發(fā)展中PLC 控制技術(shù)仍然有著一個(gè)良好的發(fā)展前景。

3.1 對(duì)開(kāi)關(guān)數(shù)量的邏輯控制

在工業(yè)自動(dòng)化的時(shí)期，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)數(shù)量的邏輯控制至關(guān)重要。運(yùn)用PLC 控制技術(shù)時(shí)，可以有效地實(shí)現(xiàn)順序控制和邏輯控制。可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的控制，對(duì)于那些要求比較高的一對(duì)多控制也可以實(shí)現(xiàn)，不論是一對(duì)一控制還是一對(duì)多控制，都可以實(shí)現(xiàn)一種自動(dòng)化控制。這種自動(dòng)化控制正是工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展時(shí)期所需要的。比如現(xiàn)在工業(yè)中應(yīng)用比較多的組合機(jī)床、注塑機(jī)、定數(shù)的玻璃等，都應(yīng)用了PLC 控制技術(shù)，也正是PLC 控制技術(shù)的應(yīng)用，才使得這些機(jī)器的功能越來(lái)越強(qiáng)大，從而更好地滿足要求。

3.2 對(duì)工業(yè)過(guò)程的控制

現(xiàn)如今工業(yè)化市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也是日益激烈，運(yùn)用PLC 控制技術(shù)來(lái)提升工業(yè)的自動(dòng)化水平也是很多企業(yè)爭(zhēng)相采取的措施。對(duì)PLC 控制技術(shù)的研究過(guò)程中，不僅讓其可以適應(yīng)離散過(guò)程的控制，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)連續(xù)過(guò)程的控制。PLC 在工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣，此時(shí)該技術(shù)的功能也是越來(lái)越強(qiáng)大。

3.3 對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制的研究

在研究PLC 控制技術(shù)的時(shí)候，對(duì)于它的性能的研究仍在繼續(xù)。在工業(yè)自動(dòng)化的控制中，也可以將其應(yīng)用于控制直線運(yùn)動(dòng)或者圓周運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)的控制中得到了較廣泛和長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用，這種運(yùn)用趨勢(shì)也是呈逐漸上升的。除了在工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用，PLC 控制技術(shù)對(duì)于電梯、機(jī)器人、各類運(yùn)動(dòng)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)都可以進(jìn)行很好地控制，這些也都是PLC 控制技術(shù)的今后的發(fā)展方向。

3.4 對(duì)于數(shù)據(jù)處理的控制

由于PLC控制技術(shù)在數(shù)據(jù)傳送、數(shù)學(xué)運(yùn)算（函數(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)排序、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、位操作、查表等方面的優(yōu)勢(shì)比較突出，在現(xiàn)有的實(shí)際情況下，可在較短的時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)處理等多個(gè)方面的不同任務(wù)。將處理得到的數(shù)據(jù)與之前存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值進(jìn)行比較，比較二者數(shù)據(jù)的差別，接著完成控制操作，也可以傳送到別的智能裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。數(shù)據(jù)處理一般用在無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)大型控制系統(tǒng)中，同時(shí)，也被廣泛地應(yīng)用于如冶金、造紙、食品工業(yè)一些大型控制系統(tǒng)中。

4.結(jié)語(yǔ)

隨著科技水平的不斷發(fā)展，我國(guó)的PLC控制技術(shù)的發(fā)展速度也將隨之加快。在實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的領(lǐng)域中，采用PLC 控制技術(shù)是適應(yīng)社會(huì)的必然需求，同時(shí)也是保障自動(dòng)化水平的基本前提。面對(duì)現(xiàn)如今的發(fā)展形勢(shì)，相關(guān)的研究人員還應(yīng)不斷加大其研究力度，不斷完善PLC 控制技術(shù)水平，從而使得其更好地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化的領(lǐng)域中。

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