解析PLC技術(shù)在工業(yè)電子自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

韓 霄 / 陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司

解析PLC技術(shù)在工業(yè)電子自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

韓 霄 / 陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司

在這個(gè)經(jīng)濟(jì)信息化的時(shí)代，每一個(gè)行業(yè)要想快速的發(fā)展，就需要先進(jìn)的技術(shù)支持，作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一的電子工業(yè)產(chǎn)業(yè)，是新興科學(xué)技術(shù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)，而在電子工業(yè)領(lǐng)域PLC技術(shù)已經(jīng)被越來越廣泛的應(yīng)用，并且發(fā)揮著不可替代的作用，它結(jié)合現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，作為傳統(tǒng)的繼電器的代替品，為現(xiàn)代的電子工業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，由于PLC采用軟件控制，它可以大大的減少人力物力的開支，操作起來也較為方便，還在一定程度上推進(jìn)了機(jī)電一體化的發(fā)展。本文就PLC技術(shù)進(jìn)行研究，來討論它在電子工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，發(fā)揮它的優(yōu)點(diǎn)，從而尋找更好的電子工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的途徑。

經(jīng)濟(jì)信息化；PLC技術(shù)；應(yīng)用

前言

在這個(gè)工業(yè)快速發(fā)展的時(shí)代，競爭也越來越大，同樣也會激勵(lì)著一些新型的技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生和快速發(fā)展，PLC技術(shù)是最近這些年迅速發(fā)展起來的一種技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，由于它具有更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比，因此奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位，能在極為復(fù)雜的工業(yè)過程中形成控制網(wǎng)絡(luò)，有效的促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的效率，在未來的工業(yè)發(fā)展中也會是不可或缺的技術(shù)，同時(shí)，也能為人民帶來更加方便的生活，提供更優(yōu)良的生產(chǎn)和發(fā)展環(huán)境，在將來的發(fā)展中能越來越迅速。

1.PLC技術(shù)概念及其發(fā)展

PLC技術(shù)是可編程邏輯控制器的英文首字母縮寫，最早出現(xiàn)在1969年的美國，是種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。

美國數(shù)字化設(shè)備公司于1969年研制出第一臺PLC，首先應(yīng)用于通用汽車公司替代機(jī)械開關(guān)裝置，功能較為單一。隨著時(shí)代的進(jìn)步，技術(shù)的逐漸成熟，PLC的功能越來越多種多樣，并開始代替繼電器控制板，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)電路系統(tǒng)的監(jiān)測和控制。微處理器在PLC中的應(yīng)用是該技術(shù)的一項(xiàng)突破，在20世紀(jì)70年代，將數(shù)據(jù)處理、傳送及運(yùn)算等功能增加到PLC中，實(shí)現(xiàn)了類似計(jì)算機(jī)處理的特征，改造成了可進(jìn)行工業(yè)控制的裝置。隨后的幾十年里，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC可實(shí)現(xiàn)更多的實(shí)用功能，可編程控制器完全引用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步?，F(xiàn)今世界上幾乎所有的國家都在應(yīng)用可編程邏輯控制器進(jìn)行生產(chǎn)，這進(jìn)一步促進(jìn)了其發(fā)展創(chuàng)新，是該技術(shù)走向成熟的階段。為適應(yīng)某些現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要，PLC逐漸取代DCS系統(tǒng)，盡管該系統(tǒng)在過程控制中一直處于統(tǒng)治地位，但PLC憑借自身的優(yōu)勢開始發(fā)揮全方面的左右。PLC越來越方便生產(chǎn)使用，根據(jù)不同的生產(chǎn)控制需求，開發(fā)了各種各樣的特殊功能單元，并且發(fā)展了超小型機(jī)和大型機(jī)，更容易滿足設(shè)備的配套使用。

2.PLC技術(shù)的特點(diǎn)

可編程邏輯控制器采用單片微型計(jì)算機(jī)，集成度高，且自帶保護(hù)電路及自診斷功能，大大提高了可靠性能，且多采用繼電器控制梯形圖及命令語句，編程容易掌握、使用方便，它最大的優(yōu)點(diǎn)就是針對不同的現(xiàn)場信號均有相應(yīng)的模板可與工業(yè)現(xiàn)場的器件直接連接，并通過總線與CPU主板連接，但是這并不代表它的組合很復(fù)雜，相反它是采用積木式結(jié)構(gòu)，只需要簡單組合便可靈活地改變控制系統(tǒng)的功能和規(guī)模，適用于任何控制系統(tǒng)，安裝起來也較為方便，性價(jià)比較高，且由于它是采用程序控制執(zhí)行的，運(yùn)行速度較快，是普通的繼電器邏輯控制無法相比的，再加上它結(jié)合微處理器的使用，特別是隨著單片機(jī)大量采用，大大增強(qiáng)了PLC的能力，并且使PLC與微型機(jī)控制系統(tǒng)之間的差別越來越小，且PLC故障率很低,由于它有自己完善的自診斷和顯示功能，維修工作量小，維修方便，能達(dá)到真正的運(yùn)行速度快，為工業(yè)發(fā)展帶來極大的方便。

3.PLC技術(shù)在工業(yè)電子自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

PLC技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)和電子工業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)在現(xiàn)代化中奠定了它的工業(yè)基礎(chǔ)，在各個(gè)行業(yè)基本都已涉及，且具有明顯的效果，下面通過幾種主要功能來說明它在電子工業(yè)的應(yīng)用：

3.1 通訊功能

在這個(gè)經(jīng)濟(jì)信息化時(shí)代，隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。而部分大中型可編程邏輯控制器系統(tǒng)支持多種現(xiàn)場總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，在開放的通信網(wǎng)絡(luò)下能與工廠管理網(wǎng)相連接，這樣能直觀的在第一時(shí)間了解生產(chǎn)車間的情況，滿足生產(chǎn)的需要，即使出現(xiàn)問題也能在第一時(shí)間解決，真正達(dá)到企業(yè)發(fā)展的要求。

3.2 運(yùn)算功能

隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，PLC的運(yùn)算功能也充分的得到體現(xiàn)，它包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能，大型可編程邏輯控制器中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他高級運(yùn)算功能，IT行業(yè)就充分的利用了這點(diǎn)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，存儲量也越來越大，但隨著PLC運(yùn)算的能力越來越強(qiáng)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)也越來越快速，方便比較，重要的是性價(jià)比較高，能滿足企業(yè)的低成本需求。

3.3 控制功能

該功能是將通信和控制功能相結(jié)合，通信的基本模式是一臺可編程邏輯控制器為主站，其他同型號可編程邏輯控制器為從站，構(gòu)成主從式可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)，從而用一臺處理器便可實(shí)現(xiàn)控制功能，交通控制系統(tǒng)信號燈的應(yīng)用就充分體現(xiàn)了這一點(diǎn)，由于現(xiàn)在交通越來越發(fā)達(dá)，很容易造成交通擁堵，在出現(xiàn)違反交通規(guī)則的行為時(shí)都會被監(jiān)控拍到，假如交通事故一旦發(fā)生，PLC可編程控制器便能馬上做出反應(yīng)，大大提高了交通工作效率，使得交通設(shè)備更加完善，為交通管理節(jié)省時(shí)間，減小難度，使得交通管理更加規(guī)范。

3.4 編程功能

數(shù)控行業(yè)是新時(shí)代的產(chǎn)物，也是電子工業(yè)發(fā)展的必備技術(shù)，它是利用數(shù)字化信息對機(jī)械運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種數(shù)字化裝備，它采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制，這種技術(shù)是計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡和外設(shè)的操作時(shí)序邏輯控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入操作指令的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可通過計(jì)算機(jī)軟件來完成，那么如何讓計(jì)算機(jī)指揮數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，就需要編程人員編制好程序以后，輸入到數(shù)控裝置中來指揮機(jī)床工作，即數(shù)控編程。數(shù)控編程就利用到了PLC的編程功能，通過編程邏輯控制器和編程器完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，這種系統(tǒng)調(diào)試和操作都比較方便，在大中型可編程邏輯控制器中常被采用，它能讓數(shù)控系統(tǒng)的的控制更加準(zhǔn)確無誤，精確度更高，比以往的其他控制功能效果更加明顯，工作效率更高。

4.結(jié)語

隨著PLC技術(shù)的應(yīng)用，電子工業(yè)發(fā)展也越來越快速，它具有很多典型的優(yōu)點(diǎn)，能有效的促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)程，還能減少很多原有的復(fù)雜程序，提高系統(tǒng)的可靠性，在應(yīng)用的時(shí)候編程操作也更加方便，更重要的是性價(jià)比較高，能滿足大部分企業(yè)的需求，PLC技術(shù)操作起來較為方便，在使用和維修工作都較為簡便，這也是它能在現(xiàn)代工業(yè)中被廣泛應(yīng)用的重要原因，但是，也依然應(yīng)該培養(yǎng)更多的這方面的人才，只有更專業(yè)的人才才能研究出更適合企業(yè)發(fā)展的技術(shù)，才能更好的為工業(yè)發(fā)展中存在的問題提出解決方法，尋找到適合企業(yè)的最佳發(fā)展道路。

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