PLC在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中的應用及發(fā)展

張江 師文義

摘 要：隨著工業(yè)化進程的日漸深入，PLC在工業(yè)各領(lǐng)域中得到了更為廣泛的應用，也為工人的編程與設(shè)計提供了極大便利，使得工業(yè)自動化控制工作效率得到顯著提升。由于自身的優(yōu)越性，PLC程序能夠為人類工業(yè)化進程提供極大幫助，但從總體上來看，PLC仍然存在諸多能夠改進的地方，還需進行深入開發(fā)與研究，不斷實踐發(fā)現(xiàn)問題，進而解決問題。PLC作為工業(yè)化設(shè)備中的主要涉及，其發(fā)展前景極其廣闊，為此，需要有效利用PLC充分發(fā)揮其自身優(yōu)勢，進而實現(xiàn)更快更好地發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC；工業(yè)自動化控制領(lǐng)域；應用及發(fā)展

引言

近年來，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，PLC已經(jīng)成為一種重要控制設(shè)備，在工業(yè)自動化發(fā)展過程中，其可編程優(yōu)勢能夠提供有效地技術(shù)基礎(chǔ)，且隨著技術(shù)革新程度的進一步加深而衍生出新的功能。它是一種具有較強技術(shù)性的數(shù)字模擬設(shè)備，運行時對于其他設(shè)備的干擾有一定的抵抗能力，操作和維修起來都比較方便，在工業(yè)領(lǐng)域優(yōu)勢特別明顯。在繼續(xù)深入研究時，也會演化出各種門類的產(chǎn)品。

1PLC的概述

PLC全稱可編程控制器。主要用于工業(yè)過程控制，實現(xiàn)自動化完成。PLC包括輸入中央處理器模塊、輸出模塊、通訊模塊等，輸入模塊相當于是一個收集作用的外部信息感官，工業(yè)過程中輸入模塊就是把一些需要的狀態(tài)、各種物理信號、位置型號等不停地采集他們的狀態(tài)，我們稱之為收集系統(tǒng)條件信號，CPU中是保存著我們寫的完成特殊任務的程序，它一直不停地循環(huán)運行，運行程序中就包含輸入模塊的信號作為條件，而以這些條件結(jié)合程序就會有結(jié)果出來。這些結(jié)果就會通過輸出模塊輸出信號控制現(xiàn)場的設(shè)備動作，或者在上位機畫面上顯示數(shù)據(jù)等?？傊?，PLC集計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動化控制技術(shù)于一體是一種數(shù)字運算的可編程邏輯控制器。

2PLC在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中的應用

2.1條件控制

PLC根據(jù)現(xiàn)場被控系統(tǒng)的要求可以對其中的參數(shù)進行修改，從而達到控制的目的。比如，壓力、反應速度、溫度等，通過輸入相應的指令，使被控系統(tǒng)的功能發(fā)生變化，從而適用系統(tǒng)產(chǎn)品生產(chǎn)的需要。這種應用PLC的方式改變了以往人工控制的不便，提高了控制的精準度，不需要工人時時刻刻的去調(diào)整，而其在系統(tǒng)運行之前，就可以直接設(shè)置完成，提高了工作效率，并最大限度的提高了工業(yè)生產(chǎn)的自動化程度[3]。而在具體運行的過程中，主要決定其控制效果的就是編程的輸入，需要相關(guān)的人員仔細考慮到產(chǎn)品生產(chǎn)的每一個步驟，針對性的設(shè)計相應的控制指令。

2.2過程控制

過程控制是工業(yè)生產(chǎn)中最常用、最基本的控制，它主要針對的是模擬量，即對模擬量的工作過程進行控制。過程控制分為開環(huán)控制與閉環(huán)控制，模擬量指的是連續(xù)變化的電流、電壓、溫度、壓力等相關(guān)參數(shù)。過程控制中通過分析有關(guān)模擬量當前與歷史的輸入狀況，通過分析，產(chǎn)生所需要的輸出量。

2.3模擬量控制

PLC是在控制對象特征的基礎(chǔ)之上，根據(jù)組合功能模塊的特性將其組裝成為功能完善的一個完整的控制系統(tǒng)，其可以達到提高整個控制系統(tǒng)準確性的目的。對于PLC而言，其主要是由位置控制模塊、主機模塊、通訊模塊和模擬量控制模塊等多個模塊組成的。對于PLC的模擬量控制來說，它可以很大程度上提高工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的精準度，同時其還可以通過熱處理的方式為整個控制系統(tǒng)的設(shè)計和維護提供巨大的便利。

2.4系統(tǒng)集中控制

通過PLC技術(shù)可以實現(xiàn)工業(yè)自動化控制，與此同時，它還可以對整個工業(yè)自動化控制系統(tǒng)進行控制，比如當控制系統(tǒng)在運行過程中發(fā)生一些問題時，其會對故障發(fā)生的原因進行檢測，并顯示相應的檢測結(jié)果?？刂葡到y(tǒng)是通過時限故障檢測和邏輯錯誤檢測來實現(xiàn)對整個工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制。對于工業(yè)生產(chǎn)中的機床設(shè)備而言，在進行工作時需要有足夠的準備時間，并且要求在進行工作之前必須通過每一道工作工序。在進行控制系統(tǒng)檢測工步動作時，定時器可以相應地啟動，當定時器發(fā)出信號時，可以將其作為啟動報警信號，也可以將其作為自動停機的信號。

2.5開關(guān)量控制

PLC具有接線簡單、軟觸點多、速度快、維修方便、可靠性高等優(yōu)點，其不僅可以有效的提升系統(tǒng)的質(zhì)量，而且還能在一定程度上節(jié)省人力和時間，降低了大系統(tǒng)不易修改、線路復雜等現(xiàn)象的發(fā)生。PLC自動開關(guān)量控制有效的取代了繼電器控制，提高了系統(tǒng)運行的可靠性。開關(guān)量控制一般是根據(jù)順序控制器的相關(guān)公式，對中間繼電器控制系統(tǒng)動作進行設(shè)計，并對順序控制器控制部分的梯形圖進行有效的規(guī)劃，而且還可以通過模擬仿真對系統(tǒng)進行檢查，從而確保了整個設(shè)計過程的規(guī)范化。

2.6電動機變頻調(diào)速控制。PLC與變頻器是可以同時使用的，

便于對電機的運行與速度進行控制。在PLC與變頻器之間加上電壓平滑電路，然后通過控制時間影響轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速與時間成正比關(guān)系，輸出脈沖周期的大小會影響到輸出電壓紋波的數(shù)值。

2.7遠程控制

PLC通過聯(lián)網(wǎng)模塊中的通信功能以及通信接口的配置，實現(xiàn)遠程的控制。其控制方式主要有：PLC與智能終端的互聯(lián)、PLC與PLC控制網(wǎng)的互聯(lián)、PLC與計算機的互聯(lián)、PLC與以太網(wǎng)的互聯(lián)等來進行遠程的控制。

3PLC在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中的發(fā)展

PLC在工業(yè)自動化領(lǐng)域具有非常寬廣的發(fā)展前景，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）PLC能實現(xiàn)產(chǎn)品、設(shè)計及功能多層面的綜合化發(fā)展，在市場需求下的背景之下，PLC的種類也會增加，也會為人們提供更多的產(chǎn)品，以此來滿足市場對產(chǎn)品的需求；（2）PLC在大容量和高速度的需求的推動下，不斷提升運算能力，存儲量也會隨著需求變得越來越大，可以說PLC控制系統(tǒng)可以更加廣泛地應用于各個行業(yè)中；（3）PLC編程語言能向多樣化和高級化的方向發(fā)展，給工業(yè)發(fā)展帶來更大的經(jīng)濟效益，也為現(xiàn)代化的生產(chǎn)工藝全面改進帶來了無限可能。將PLC有效應用于工業(yè)自動化控制中，不僅可以提高系統(tǒng)控制質(zhì)量，而且還可以給工業(yè)提供合適有效的技術(shù)和品種。所以，在進行工業(yè)化自動控制的過程中，相關(guān)人員應該合理應用PLC，并不斷地提高PCL的技術(shù)水平，讓其更好地適用于當前工業(yè)，只有這樣才可以為今后工業(yè)自動化發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)，為我國帶來更大的經(jīng)濟效益。

結(jié)語

通過本文的研究，我們可以對PLC在工業(yè)自動化控制中的工作原理有了初步的了解，主要包括模擬量控制、開關(guān)量控制、位置控制和系統(tǒng)集中控制等四個方面的應用。隨著科技水平的不斷發(fā)展，我國的PLC控制技術(shù)的發(fā)展速度也將隨之加快。在實現(xiàn)工業(yè)自動化的領(lǐng)域中，采用PLC控制技術(shù)是適應社會的必然需求，同時也是保障自動化水平的基本前提。面對如今的發(fā)展形勢，相關(guān)的研究人員還應不斷加大其研究力度，不斷完善PLC控制技術(shù)水平，使得其更好地應用于工業(yè)自動化領(lǐng)域中。

參考文獻

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（作者單位：1.潤英聚合機械制造（沈陽）有限公司；2.沈陽哈工大特種機器人有限公司）