PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用研究

熊利明

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)提出了更高的要求。在工業(yè)自動(dòng)化中PLC控制技術(shù)的應(yīng)用有非常重要的作用，其不僅可以大幅度提高工業(yè)的自動(dòng)化程度，而且推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化的新發(fā)展。因此，必須要把握PLC控制技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，并了解其工作原理，這樣才能更好的在工業(yè)自動(dòng)化中進(jìn)行應(yīng)用，并提高其工業(yè)生產(chǎn)效率。

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

1 PLC構(gòu)成

PLC的主要組成部分為CPU、電源、存儲(chǔ)器、I/O電路及接口電路，CPU即具有邏輯與數(shù)學(xué)運(yùn)算功能的中央處理器，系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作由其進(jìn)行；系統(tǒng)中的監(jiān)控、邏輯變量、信息存儲(chǔ)及用戶程序由存儲(chǔ)器儲(chǔ)存；電源由掉電保護(hù)系統(tǒng)，備用系統(tǒng)組成；以鍵盤與顯示接口、I/O接口及通信接口相互連接組成的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、外圍設(shè)備稱為接口電路；輸入電路起到把輸入信號(hào)隔離及電平轉(zhuǎn)化的功能，輸出電路將PLC輸出結(jié)果進(jìn)行放大與電平轉(zhuǎn)化，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

2 PLC控制技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

2.1 可靠性高抗干擾性強(qiáng)

PLC控制技術(shù)普遍采用現(xiàn)代化大規(guī)模的集成電路技術(shù)，其生產(chǎn)和制造工藝比較嚴(yán)格，其內(nèi)部電路采用了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，能夠抑制和減弱外部干擾。同時(shí)，PLC還具有自動(dòng)檢測(cè)硬件故障的功能，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒維修人員進(jìn)行維修，提高了可靠性。

2.2 操作簡(jiǎn)單

PLC技術(shù)與其它工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)相比較，PLC控制技術(shù)的操作設(shè)備相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只需要通過計(jì)算機(jī)就能夠?qū)崿F(xiàn)信息的采集、輸入、輸出，在整個(gè)過程中只需一個(gè)人便能夠完成，減少了人力資源的浪費(fèi)，而且整個(gè)的操作過程簡(jiǎn)單易學(xué)，為工業(yè)生產(chǎn)提供了便利。

3 PLC控制技術(shù)在應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

3.1 濕度限制

應(yīng)該科學(xué)合理地控制PLC控制技術(shù)在正常運(yùn)行時(shí)周圍環(huán)境的濕度，保證電器元件在正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)被空氣中的水分所影響。再者，震動(dòng)。在PLC控制技術(shù)在進(jìn)行工作時(shí)，周圍的環(huán)境應(yīng)該離高強(qiáng)震動(dòng)裝置特別遠(yuǎn)，再使用有效的防震方法來保證PLC控制技術(shù)的正常運(yùn)行。

3.2 溫度限制

PLC對(duì)工作環(huán)境的溫度有一定的要求，一般限制在0℃～55℃，因此，PLC在安裝過程中就要充分的考慮好散熱因素，盡量規(guī)避陽光或其他熱源，不能直接安放在其他發(fā)熱設(shè)備的下方。對(duì)于溫度較高，超出設(shè)計(jì)要求的工作環(huán)境，要加裝通風(fēng)散熱設(shè)備或制冷設(shè)備，并預(yù)留足夠的散熱空間，以有效控制其工作溫度。

3.3 震動(dòng)控制

對(duì)于PLC系統(tǒng)而言，強(qiáng)烈的震動(dòng)是非常有害的一個(gè)因素，尤其是頻率在10至55赫茲之間長(zhǎng)時(shí)間震動(dòng)，要盡量加以避免，對(duì)于某些難以避免的震動(dòng)環(huán)境，要采取加裝減震膠等減震措施，以防系統(tǒng)受到震動(dòng)破壞。

3.4 防干擾設(shè)計(jì)

盡管PLC系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性，但依然受到內(nèi)部干擾、引線干擾和輻射干擾等干擾因素的影響。內(nèi)部干擾產(chǎn)生于PLC元部件與電路之間的電磁輻射，是PLC生產(chǎn)商在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該干擾，包括由信號(hào)線和電源傳導(dǎo)而來的干擾；輻射干擾的情況比較復(fù)雜，它產(chǎn)生于環(huán)境中充斥著的各種電磁輻射，包括電視輻射、通信網(wǎng)絡(luò)輻射、電器輻射等。為提高PLC系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)該通過科學(xué)有效的設(shè)計(jì)、合理的安裝和布線，以及隔離電源等手段，對(duì)干擾進(jìn)行有效的抑制和屏蔽，保證PLC系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4 PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用

作為工業(yè)自動(dòng)化的直接保障，PLC的穩(wěn)定性對(duì)生產(chǎn)具有非常重要的意義，就目前而言，PLC技術(shù)相對(duì)比較成熟，具有較好的穩(wěn)定性，但PLC的應(yīng)用范圍十分廣泛，往往要面臨一些比較惡劣的工作環(huán)境，因此要充分考慮溫度、濕度、震動(dòng)、干擾等負(fù)面因素的影響，加強(qiáng)設(shè)計(jì)和保護(hù)，為PLC系統(tǒng)創(chuàng)造有利的工作環(huán)境。

4.1 用于信號(hào)監(jiān)控

PLC自檢信號(hào)很多，內(nèi)部器件也很多，多數(shù)使用者未充分發(fā)揮其作用。其實(shí)，完全可利用它進(jìn)行PLC自身工作的監(jiān)控，或?qū)刂茖?duì)象進(jìn)行監(jiān)控。對(duì)一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，特別是自動(dòng)控制系統(tǒng)，監(jiān)控以至進(jìn)一步能自診斷是非常必要的，它可減少系統(tǒng)的故障，出了故障也好查找，可提高累計(jì)平均無故障運(yùn)行時(shí)間，降低故障修復(fù)時(shí)間，提高系統(tǒng)的可靠性。

4.2 處理控制各方數(shù)據(jù)

PLC控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)函數(shù)、邏輯方面的運(yùn)算，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換數(shù)字、發(fā)送信息、排列數(shù)據(jù)等操作。在一定條件下，該技術(shù)能夠花費(fèi)最少的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集，還能夠進(jìn)行針對(duì)性的分析與處理，快速實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)工作，在數(shù)據(jù)處理控制方面有一定優(yōu)勢(shì)。另外，該技術(shù)可以對(duì)收集的數(shù)據(jù)與儲(chǔ)存器的參數(shù)值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)二者的差別，從而實(shí)現(xiàn)有效控制，同時(shí)可以將其傳送到其他智能裝置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。對(duì)于大型系統(tǒng)或無人看管的系統(tǒng)來說，大部分都離不開數(shù)據(jù)處理工作，所以PLC控制技術(shù)在塑料、汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用也非常廣泛。

4.3 模擬量和集中控制

PLC控制系統(tǒng)根據(jù)控制對(duì)象的不同，具備不同的組合模塊，包括中央處理模塊、輸入輸出模塊、邏輯運(yùn)算模塊、通信模塊等等，通過各模塊的組合應(yīng)用，針對(duì)性的實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)的控制。通過PLc的模擬量極大的提升了系統(tǒng)對(duì)于過程控制的準(zhǔn)確度，使得系統(tǒng)的升溫、降溫、保溫等過程嚴(yán)格按計(jì)劃執(zhí)行，充分滿足了工業(yè)過程的控制設(shè)計(jì)和要求。

4.4 用于運(yùn)動(dòng)控制

實(shí)際的物理量，除了開關(guān)量、模擬量，還有運(yùn)動(dòng)控制。PLC可接收計(jì)數(shù)脈沖，頻率可高達(dá)幾k到幾十k赫茲，可用多種方式接收這脈沖，還可多路接收；有的PLC還有脈沖輸出功能，脈沖頻率也可達(dá)幾十k，有了這兩種功能，加上PLC有數(shù)據(jù)處理及運(yùn)算能力，若再配備相應(yīng)的傳感器（如旋轉(zhuǎn)編碼器）或脈沖伺服裝置，則完全可以依NC的原理實(shí)現(xiàn)種種控制。

高、中檔的PLC還開發(fā)有NC單元或運(yùn)動(dòng)單元，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位控制。運(yùn)動(dòng)單元還可實(shí)現(xiàn)曲線插補(bǔ)，可控制曲線運(yùn)動(dòng)。所以，若PLC配置了這種單元，則完全可以用NC的辦法，進(jìn)行數(shù)字量的控制。新開發(fā)的運(yùn)動(dòng)單元，甚至還發(fā)行了NC技術(shù)的編程語言，為更好地用PLC進(jìn)行數(shù)字控制提供了方便。

5 結(jié)語

綜上所述，工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化時(shí)代，主要依賴于大型器械和軟硬件之間的配合。傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化機(jī)械主要依靠各類語言代碼的編程來運(yùn)行，這種方式所需要的語言代碼條數(shù)眾多，邏輯性復(fù)雜，給程序員增添很大工作量，同時(shí)耗費(fèi)時(shí)間和財(cái)力。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：浙江延杭智能科技有限公司）