基于PLC工業(yè)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析

陳劍

摘 要：隨著我國高新技術(shù)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，工業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用的高新技術(shù)越來越多，尤其是控制技術(shù)方面。PLC作為工業(yè)控制技術(shù)中的核心技術(shù)，擁有著非常多的設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)計(jì)理念。PCI技術(shù)在工業(yè)控制中主要是PCI的程序以及PC程序設(shè)計(jì)和界面與程序設(shè)計(jì)的融合方面的控制系統(tǒng)。本文就淺談基于PLC工業(yè)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)簡要分析。

關(guān)鍵詞：PLC控制系統(tǒng);工業(yè)控制;技術(shù)分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.007

隨著人們對物品的需求，工業(yè)的制造必須要在控制成本的情況下，提高生產(chǎn)效率，才能滿足人們的需求，進(jìn)而產(chǎn)生生產(chǎn)效益。工業(yè)控制技術(shù)就是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)進(jìn)行的深入應(yīng)用，從而加快了工業(yè)自動化的進(jìn)程，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省生產(chǎn)成本。PLC控制系統(tǒng)，屬于工業(yè)控制系統(tǒng)的一個分支，由于其具備安全系數(shù)高、體積小用途廣、維護(hù)簡單等多種優(yōu)點(diǎn)，所以在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

1 PLC控制系統(tǒng)的概念

PLC控制系統(tǒng)的本質(zhì)上就是一種應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域控制的計(jì)算機(jī)技術(shù)，屬于編程邏輯上的控制器，這是一種為工業(yè)控制量身打造的擁有數(shù)字技術(shù)的電子裝置，是工業(yè)控制的核心技術(shù)。它的工作方式是通過本身自帶的程序，執(zhí)行已經(jīng)編寫好的邏輯計(jì)算，進(jìn)行順向的程序控制。完成定時、計(jì)算等方面的指令。PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展路程要追溯到二十世紀(jì)的六十年代，最早是由美國發(fā)明的，經(jīng)過這么多年的發(fā)展，再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、控制技術(shù)的加持，PLC控制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的非常完善，并且突破其自身的局限，不再單純的只擁有控制技術(shù)，也在運(yùn)動控制、模擬運(yùn)算和處理有著完善的功能運(yùn)用。

2 PLC控制系統(tǒng)的組成

2.1 中央處理單元

如果說PLC控制系統(tǒng)是工業(yè)控制的核心，那么中央處理單元就是PLC控制系統(tǒng)的核心，具有針對信息進(jìn)行分析和處理，編程計(jì)算、程序執(zhí)行和運(yùn)用的功能。具體的運(yùn)行順序是通過對系統(tǒng)的掃描，判斷編程中的輸入是否有誤。并且在系統(tǒng)運(yùn)行中回掃描各方面的數(shù)據(jù)和信息，然后傳輸映像區(qū)進(jìn)行解讀，然后從存儲器中得到指令并進(jìn)行理解在傳遞給映像區(qū)，如此進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)行。同時會在每一次系統(tǒng)運(yùn)行過后將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)儲存到相應(yīng)的位置，下一次在指令沒有錯誤的情況直接恢復(fù)程序的運(yùn)行。

2.2 存儲器和電源

存儲器和電源在整個系統(tǒng)中是非常重要的硬件，沒有存儲器系統(tǒng)就沒有進(jìn)行程序運(yùn)行的空間，沒有電源就沒有系統(tǒng)運(yùn)行的條件。事實(shí)上，這兩個硬件一直在更新?lián)Q代，力求擁有一個更加穩(wěn)定、可靠的性能。

2.3 程式輸入裝置和系統(tǒng)輸入

程式輸入裝置和系統(tǒng)輸入主要體現(xiàn)在界面上，用戶通過在界面上的操作用來啟動、修改程序，也可以用來收發(fā)信號。

3 基于PLC工業(yè)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 PLC程序設(shè)計(jì)

PLC程序設(shè)計(jì)工業(yè)生產(chǎn)控制中整條生產(chǎn)線的活動和運(yùn)行的一個操作和處理的界塊，主要的內(nèi)容涉及方面很多，主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集、計(jì)算、理解和處理以及對生產(chǎn)線工作的順序的控制。PLC的內(nèi)部核心是中央處理單元，現(xiàn)在多數(shù)人稱之為CPU。PLC程序設(shè)計(jì)包括了中央處理單元的所有運(yùn)行，同時還包括存儲器的部分運(yùn)用。

3.2 PLC程序設(shè)計(jì)的原則

PLC程序的設(shè)計(jì)原則主要有三條，一是科學(xué)，在進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)的過程中，對于PLC控制系統(tǒng)所要控制的對象要做到在科學(xué)合理的設(shè)計(jì)情況下最大化的滿足對象的需求。所以在PLC程序設(shè)計(jì)前，要詳細(xì)了解機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備，并研究相關(guān)的資料，從而能夠設(shè)計(jì)出最優(yōu)化的控制系統(tǒng)。二是經(jīng)濟(jì)，控制成本一直都是工業(yè)所貫穿的主體，PLC程序的設(shè)計(jì)當(dāng)然要滿足這個原則，讓整個系統(tǒng)能夠節(jié)約生產(chǎn)的成本，提高生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量，進(jìn)而提升企業(yè)的效益。三是安全，安全是重中之重，如果PLC控制系統(tǒng)出現(xiàn)安全事故，所受到影響的是一整條工作產(chǎn)線。四是適用和普及，PLC控制系統(tǒng)，必須要與時俱進(jìn)，根據(jù)用戶的需求和社會的發(fā)展進(jìn)行改進(jìn)和完善，這也是PLC設(shè)計(jì)中的必備原則。

3.3 PLC的控制模式

PLC的控制模式經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)趨于穩(wěn)定，分為自動、手動、半自動這三種控制模式，能夠滿足在所有情況下的使用。PLC的自動控制模式主要是在工業(yè)生產(chǎn)線需要進(jìn)行自動生產(chǎn)是，PLC程序就會切換到自動生產(chǎn)的模式，這個模式是通過遠(yuǎn)程的控制程序進(jìn)行的，主要是主控PC。手動模式多半是用在工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)線進(jìn)行維修、調(diào)試的情況下，PLC會切換手動模式，通過界面顯示器控制。半自動模式主要是生產(chǎn)線需要一直維持在調(diào)試或者維修的狀態(tài)下，PLC會自動切換半自動模式，不影響生產(chǎn)線的工作以及調(diào)試。

3.4 界面與動畫PC的設(shè)計(jì)

人們對PLC系統(tǒng)發(fā)布指令和操作的平臺就是界面，也就是說界面是整個生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的直觀體現(xiàn)。動畫PC的設(shè)計(jì)就是對整個生產(chǎn)線的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)而運(yùn)行進(jìn)行模擬，以動畫的形式播放在界面上。同理，人們也可以通過界面接收到實(shí)際的生產(chǎn)信息，并且利用界面進(jìn)行程序的操作。

4 基于PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

基于PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)的技術(shù)，就是能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)各個模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)而統(tǒng)一的管理，通過調(diào)試、檢測、驗(yàn)收等工作，滿足工業(yè)生產(chǎn)線的需要。尤其是模塊的調(diào)試環(huán)節(jié)，針對的就是中央處理單元，也就是CPU的調(diào)試，由于這些硬件很容易受到外界因素的影響，所以這些調(diào)試是非常有必要的，通過調(diào)試也能夠降低外界因素對系統(tǒng)的影響。除此之外，PLC控制系統(tǒng)還能夠控制生產(chǎn)線的初始化、復(fù)位化、自動化等操作，完成對生產(chǎn)線的全方位控制，還可以檢測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。如此，基于PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，只需要操作人員在界面進(jìn)行操作即可，簡單安全又方便。

5 結(jié)束語

綜合所述，PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。而且因?yàn)镻LC既有的優(yōu)良功能，簡化了生產(chǎn)程序，還進(jìn)一步推進(jìn)了工業(yè)自動化和現(xiàn)代化的進(jìn)程。所以基于PLC在工業(yè)控制中的表現(xiàn)，PLC控制系統(tǒng)能夠在工業(yè)中一定會發(fā)展的更好，工程控制也會發(fā)展的越來越完善。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：陳劍（1981-），男，湖北荊門人，碩士研究生，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)監(jiān)控、PLC控制技術(shù)、變頻器技術(shù)。