略論P(yáng)LC在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

楊榮軍

摘 要：PLC是可編程控制器的英文縮寫(xiě)，它是一種數(shù)字電子裝置，適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展需要。本文主要從PLC的作用及功能入手，探討PLC在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用的路徑與注意事項(xiàng)，以便促進(jìn)工業(yè)事業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。

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

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）03-0035-01

PLC是專門(mén)應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)。隨著科技的不斷進(jìn)步，PLC的控制功能日益完善，演變成復(fù)雜的連續(xù)控制與過(guò)程控制，夯實(shí)了工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。下面就對(duì)PLC在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制的應(yīng)用進(jìn)行具體的探討。

1 PLC的作用及功能

PLC是集通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等于一體的一種電子系統(tǒng)，它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)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(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。

隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的持續(xù)發(fā)展以及工業(yè)信息化、自動(dòng)化的程度越來(lái)越高，PLC編程將越來(lái)越簡(jiǎn)單，這使得PLC獲得更大的系統(tǒng)與功能的開(kāi)放性空間[1]。PLC的常用功能主要有：①控制開(kāi)關(guān)量，通過(guò)操作按鈕還有限位開(kāi)關(guān)、工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)其他的指令信號(hào)以及檢測(cè)信號(hào)等，控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的相應(yīng)動(dòng)作；②限時(shí)控制，在對(duì)計(jì)時(shí)指令的合理設(shè)置中增加限時(shí)控制的準(zhǔn)確度與精度，從而使定時(shí)時(shí)間的設(shè)定更靈活，在工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)時(shí)控制中得到廣泛應(yīng)用；③計(jì)數(shù)控制，PLC的這項(xiàng)功能能夠讓用戶使用普通計(jì)數(shù)器、可逆計(jì)數(shù)器以及高速計(jì)數(shù)器等，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同通途的有效計(jì)數(shù)控制；④步進(jìn)控制，利用移位寄存器實(shí)現(xiàn)進(jìn)步控制；⑤數(shù)據(jù)處理，完成加減乘除、開(kāi)方、乘方等基本運(yùn)算，還有與、或、異或、求反等邏輯運(yùn)算，從而開(kāi)展數(shù)據(jù)的比較、移位以及傳遞等，還可轉(zhuǎn)換數(shù)值；⑥通訊與聯(lián)網(wǎng)，在PLC與計(jì)算機(jī)、PLC之間實(shí)現(xiàn)同位鏈接與上位鏈接的功能，基于通訊技術(shù)適應(yīng)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的需要，促進(jìn)工業(yè)企業(yè)智能化工廠的發(fā)展。

2 PLC在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用路徑

2.1 應(yīng)用的必要條件

將計(jì)算機(jī)PLC應(yīng)用到工業(yè)電氣自動(dòng)化控制當(dāng)中時(shí)，要基于存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)里的程序?qū)Υ鎯?chǔ)單元數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用程序反映出控制要求，從而實(shí)時(shí)反映工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)，再通過(guò)處理結(jié)果執(zhí)行控制任務(wù)。而實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的應(yīng)用，就需先明確它在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的必要應(yīng)用條件，具體包括：①務(wù)必要連接PLC和由指令器件、執(zhí)行器件、信號(hào)器件組成的外圍電路，且PLC的輸入口用于接受控制指令、檢測(cè)數(shù)據(jù)，輸出口用于輸出執(zhí)行數(shù)據(jù)、控制結(jié)果。②計(jì)算機(jī)一般只能運(yùn)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)單元之中的數(shù)據(jù)，而輸入口接收的數(shù)據(jù)代表控制系統(tǒng)的事件，還有運(yùn)算之后的控制結(jié)果，它們都存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器里，通過(guò)輸出口將運(yùn)算結(jié)果輸出。③依靠應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)控制系統(tǒng)里各個(gè)事件的相互關(guān)系，需要以編程語(yǔ)言編制應(yīng)用程序，并在計(jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)單元中進(jìn)行存儲(chǔ)。

2.2 PLC技術(shù)的應(yīng)用范圍

①模擬量控制應(yīng)用，即PLC按照工業(yè)電氣自動(dòng)化控制對(duì)象的特點(diǎn)，基于對(duì)組合功能模塊的科學(xué)組裝，成功實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。PLC主要涵蓋主機(jī)模塊、I/O模塊、通信模塊以及模擬量控制模塊等[2]。②調(diào)速器控制應(yīng)用，這屬于工業(yè)電氣自動(dòng)化控制設(shè)備的重要部件，因?yàn)檫@類設(shè)備需要進(jìn)行各種各樣的工業(yè)生產(chǎn)操作，所以需要用調(diào)速器加以調(diào)節(jié)，以滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。③系統(tǒng)集中控制應(yīng)用，其原理是按照時(shí)限檢測(cè)故障以及檢測(cè)邏輯錯(cuò)誤的基本原則監(jiān)控系統(tǒng)。

2.3 具體領(lǐng)域中的應(yīng)用

PLC的各項(xiàng)功能現(xiàn)已十分強(qiáng)大，其在具體領(lǐng)域中應(yīng)用也較多。以我公司自行研制的“多工位全自動(dòng)動(dòng)態(tài)清洗設(shè)備”電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)為例，由于該設(shè)備的動(dòng)作過(guò)程復(fù)雜，參數(shù)設(shè)置多，精度要求高，設(shè)備內(nèi)部公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)等各種工作狀態(tài)的控制，以及清洗液的溫度、壓力，氣體的溫度、壓力控制都十分復(fù)雜，涉及到模擬量的采集和PID控制，因此我們選用松下PLC來(lái)完成整個(gè)設(shè)備的動(dòng)作控制，其電氣控制系統(tǒng)如圖1所示，并配以松下觸摸屏來(lái)設(shè)置參數(shù)和顯示相關(guān)生產(chǎn)信息。功能強(qiáng)大、性能完善的PLC作為控制核心，充分發(fā)揮了其在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[3]。

3 PLC在工業(yè)電氣自動(dòng)化控制中應(yīng)用的注意事項(xiàng)

PLC的顯著缺點(diǎn)就是封閉軟硬件體系，專用的通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及各個(gè)工藝企業(yè)不一致的結(jié)構(gòu)等問(wèn)題引發(fā)各種不兼容現(xiàn)象[4]。盡管1992頒布實(shí)施的《PLC的編程軟件標(biāo)準(zhǔn)》提供了統(tǒng)一的PLC編程標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)，但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的影響，也十分明顯，主要表現(xiàn)：①溫度。PLC工作溫度一般應(yīng)限制為0～55℃，盡可能遠(yuǎn)離其他發(fā)熱量大的設(shè)備。②濕度。要確保相對(duì)空氣制度不超過(guò)85%。③震動(dòng)。工作環(huán)境要盡量遠(yuǎn)離10～55Hz的震動(dòng)。④干擾。特別是模擬量采集和控制過(guò)程中的干擾。應(yīng)該著重注意：PLC電源的有效配置；信號(hào)線的屏蔽；信號(hào)地與動(dòng)力地的分開(kāi)設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語(yǔ)

在今后，PLC應(yīng)用于工業(yè)電氣自動(dòng)化控制時(shí)，將主要朝著容量大、速度快、品種多等多個(gè)方向發(fā)展，編程語(yǔ)言將越來(lái)越多樣化、高級(jí)化，智能模塊也將越來(lái)越豐富、技術(shù)越來(lái)越成熟、應(yīng)用越來(lái)越廣泛。隨著PLC應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，PLC憑借多種功能和較高的可靠性在工業(yè)領(lǐng)域備受歡迎，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)電氣自動(dòng)化控制，必將成為發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)的強(qiáng)有力支柱。

參考文獻(xiàn)

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