PLC在工業(yè)電子自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

繆麗玲

摘 要 在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展下，計(jì)算機(jī)技術(shù)與微電子技術(shù)已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，衍生出可編程控制器（PLC）。由于PLC能夠?qū)I(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制，因此其在工業(yè)電子自動(dòng)化控制方面的應(yīng)用十分普遍。本文首先介紹了PLC的組成、功能、特點(diǎn)，然后對(duì)PLC的具體應(yīng)用、應(yīng)用注意事項(xiàng)、未來(lái)應(yīng)用進(jìn)行探討，為PLC技術(shù)的應(yīng)用提供參考。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)化控制 工業(yè)電子 PLC

PLC是一種數(shù)字化控制設(shè)備，由三種技術(shù)融合而成，包括現(xiàn)代通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)。在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，PLC已經(jīng)告別了單臺(tái)器控制，發(fā)展成為自動(dòng)化設(shè)備儀器，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)工業(yè)流程進(jìn)行控制。因?yàn)镻LC在控制方面的應(yīng)用能夠滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的需求，所以PLC在工業(yè)方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。從PLC的發(fā)展歷程可以看出，我國(guó)工業(yè)在自動(dòng)化控制方面的水平在緩步上升，在工業(yè)技術(shù)方面的發(fā)展越來(lái)越快。

1 PLC簡(jiǎn)介

PLC的主要組成部分包括接口電路、輸入輸出設(shè)備、儲(chǔ)存設(shè)備、電源、中央處理器等。PLC的控制與協(xié)調(diào)能力需要依靠中央處理器，而信息存儲(chǔ)、邏輯變量控制、監(jiān)測(cè)控制等需要通過(guò)存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行。隨著網(wǎng)絡(luò)通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)，PLC已經(jīng)融入了通信功能。PLC的通信功能不僅能夠?qū)崿F(xiàn)其他設(shè)備和PLC之間的通信，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息之間的有效傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。由于現(xiàn)在的很多現(xiàn)場(chǎng)總線都是由PLC生產(chǎn)商直接研發(fā)出來(lái)的，PLC和現(xiàn)場(chǎng)總線之間有很多的聯(lián)系，因此PLC能夠與現(xiàn)場(chǎng)總線有效融合。PLC的通信協(xié)議是根據(jù)國(guó)際通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展而來(lái)的，因此PLC生產(chǎn)商能夠?qū)⑵渫ㄐ拍芰Σ粩嚅_(kāi)發(fā)，用戶(hù)也能夠享受到通信逐漸廣泛的PLC產(chǎn)品，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。PLC生產(chǎn)商在進(jìn)行通信程序設(shè)計(jì)時(shí)，一般都是通過(guò)專(zhuān)門(mén)的通信接口軟件和計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信程序編輯。這種方式設(shè)計(jì)出來(lái)的PLC更加簡(jiǎn)單快捷，降低了對(duì)操作人員的技術(shù)要求，能夠提高工業(yè)生產(chǎn)的工作效率。

2 PLC在工業(yè)電子自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

2.1 具體應(yīng)用

下面從系統(tǒng)集中控制、開(kāi)關(guān)量控制、模擬量控制、位置控制、電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制這幾個(gè)方面分析PLC在工業(yè)電子自動(dòng)化中的具體應(yīng)用。

2.1.1 系統(tǒng)集中控制

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)多數(shù)都是循環(huán)作業(yè)，需要工業(yè)設(shè)備能夠在一定周期內(nèi)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這需要工業(yè)設(shè)備本身具備一定的控制能力，能夠控制好運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。PLC除了能夠?qū)﹄娮幼詣?dòng)化設(shè)備進(jìn)行有效控制外，還可以對(duì)整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行控制。PLC在集中控制方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在系統(tǒng)邏輯檢測(cè)、故障檢測(cè)這兩個(gè)方面。PLC應(yīng)用于系統(tǒng)集中控制能夠?qū)I(yè)設(shè)備進(jìn)行集中化管理，通過(guò)定時(shí)器對(duì)設(shè)備發(fā)出信號(hào)，設(shè)備通過(guò)受控元件接收信號(hào)，開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)生產(chǎn)作業(yè)結(jié)束時(shí)，可以通過(guò)PLC下達(dá)停止指令。通過(guò)PLC應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)工業(yè)設(shè)備的精準(zhǔn)控制，從而提高工業(yè)的工作效率。

2.1.2 開(kāi)關(guān)量控制

傳統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)備由于系統(tǒng)規(guī)模相對(duì)較小，其接觸器控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)的問(wèn)題還不夠明顯。然而隨著工業(yè)對(duì)系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，接觸器和繼電器的問(wèn)題就凸顯出來(lái)。這兩個(gè)控制系統(tǒng)的路線十分復(fù)雜，若是系統(tǒng)出現(xiàn)故障，需要花費(fèi)很多的時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)，不利于故障的檢測(cè)與修復(fù)。兩個(gè)控制器存在觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行比較緩慢。PLC能夠解決這些問(wèn)題。因?yàn)镻LC的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，能夠便于故障維修和檢測(cè)。而且軟觸點(diǎn)很多，能夠提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度。PLC應(yīng)用于工業(yè)電子自動(dòng)化控制之后，工業(yè)生產(chǎn)就不需要浪費(fèi)大量的時(shí)間與人力，能夠便于企業(yè)的管理。PLC開(kāi)關(guān)量在機(jī)床方面的應(yīng)用，能夠提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。因?yàn)镻LC開(kāi)關(guān)量采用的是系統(tǒng)動(dòng)作與中間繼電器相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)方法，能夠?qū)ο到y(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行有效控制。這種設(shè)計(jì)方法需要建立一個(gè)順序控制器數(shù)學(xué)公式，對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行設(shè)計(jì)。工業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，可以通過(guò)模擬仿真進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)，若是系統(tǒng)順序錯(cuò)誤，可以進(jìn)行修改。因此PLC開(kāi)關(guān)量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，能夠提高設(shè)備的可靠性能，在使用壽命和穩(wěn)定性能方面都有所提升。

2.1.3 模擬量控制

PLC能夠通過(guò)對(duì)模塊的組合實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的靈活控制，從而對(duì)模擬量進(jìn)行控制。在進(jìn)行模擬量控制時(shí)，必須以控制對(duì)象特征為基準(zhǔn)。由于PLC在語(yǔ)句方面的控制比較簡(jiǎn)單，因此可以對(duì)語(yǔ)句進(jìn)行豐富，形成一個(gè)語(yǔ)句控制庫(kù)。通過(guò)模塊對(duì)模擬量應(yīng)用，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制儀表的目的。因?yàn)槟M量模塊在系統(tǒng)中的應(yīng)用，整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的精度都能夠得到有效的控制。PLC模擬量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)能夠控制熱量，對(duì)進(jìn)行系統(tǒng)的降溫、升溫、保溫等。將PLC模擬量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，儀器就可以得到有效控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)精度的控制?，F(xiàn)在的很多工業(yè)生產(chǎn)都需要特定的環(huán)境，PLC模擬量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)能夠?qū)I(yè)生產(chǎn)的環(huán)境進(jìn)行精確控制，從而提高工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量。

2.1.4 位置控制

現(xiàn)代工業(yè)在生產(chǎn)制造方面，已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)用機(jī)器人進(jìn)行產(chǎn)品制造。機(jī)器人的運(yùn)行作業(yè)，需要工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)能夠?qū)ξ恢?、空間區(qū)域進(jìn)行有效控制，使機(jī)器人能夠正常工作。PLC的位置控制能夠?qū)崿F(xiàn)這一要求，因?yàn)镻LC的位置控制是通過(guò)步進(jìn)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。將PLC的位置控制應(yīng)用于工業(yè)電子自動(dòng)化生產(chǎn)，能夠?qū)C(jī)器人位置進(jìn)行精確的調(diào)節(jié)和反饋，對(duì)機(jī)器人的位置精度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)工業(yè)電子自動(dòng)化控制。

2.2 未來(lái)應(yīng)用

隨著PLC的不斷發(fā)展，其在未來(lái)方面的應(yīng)用更加廣泛。上文提到的注意點(diǎn)都是PLC方面存在的缺陷，需要對(duì)產(chǎn)品的兼容性、耐熱性、抗震性等進(jìn)行提升，使PLC能夠應(yīng)用于特殊環(huán)境下的工業(yè)電子自動(dòng)化控制中，擴(kuò)大其使用范圍。PLC設(shè)備的運(yùn)算能力還有一定的提升空間，從而提高存儲(chǔ)設(shè)備的應(yīng)用能力。未來(lái)PLC在工業(yè)電子自動(dòng)化控制中的應(yīng)用將會(huì)更加全面，包括數(shù)據(jù)信息、設(shè)備監(jiān)控等。隨著PLC編程語(yǔ)言的進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)PLC在編程語(yǔ)言將是多元化的。其以PLC設(shè)備為基礎(chǔ)，其中梯形語(yǔ)言的搭建需要中小型設(shè)備以編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此PLC在編程語(yǔ)言等級(jí)獲得不斷提升的情況下，未來(lái)PLC編程語(yǔ)言在工業(yè)電自動(dòng)化控制中的應(yīng)用開(kāi)始向多元化編程語(yǔ)言發(fā)展。綜合以上而言，PLC在工業(yè)電子自動(dòng)化控制方面的應(yīng)用，能夠促進(jìn)對(duì)機(jī)電一體化生產(chǎn)的發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

PLC在工業(yè)電子自動(dòng)化控制方面的應(yīng)用能夠推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)，提高工業(yè)生產(chǎn)效率。當(dāng)前PLC在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用仍然存在一些問(wèn)題，需要生產(chǎn)商、研究人員、企業(yè)等對(duì)PLC應(yīng)用進(jìn)行深入研究，擴(kuò)大PLC的應(yīng)用范圍，加速工業(yè)電子自動(dòng)化控制的進(jìn)程。

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作者單位

無(wú)錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 江蘇省無(wú)錫市 214000endprint