試析可編程控制PLC在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

林建喬

大慶石化公司信息技術(shù)中心

試析可編程控制PLC在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

林建喬

大慶石化公司信息技術(shù)中心

立足于實踐經(jīng)驗，對可編程控制器（PLC）主要運行階段進(jìn)行分析，同時指出其在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用優(yōu)勢，并在此基礎(chǔ)上對PLC在自動控制系統(tǒng)中的實際應(yīng)用情況進(jìn)行簡要分析，旨在進(jìn)一步探究PLC在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域自動控制系統(tǒng)中的使用價值。

自動控制系統(tǒng)；可編程控制；PLC

引言

目前，我國市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，給工業(yè)技術(shù)發(fā)展提供更為廣闊的市場環(huán)境，一定程度上刺激了傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。就現(xiàn)階段工業(yè)生產(chǎn)活動而言，其需要智能化控制技術(shù)的支持?？删幊炭刂破鳎≒LC）被廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，并發(fā)揮強(qiáng)大的作用，成為未來發(fā)展的主要方向。根據(jù)實踐工作經(jīng)驗，以直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)控制為處發(fā)現(xiàn)，探究可編程控制器的應(yīng)用情況。

1　可編程控制器（PLC）

在實際應(yīng)用中，PLC能夠進(jìn)行編程處理，并利用數(shù)字輸入、輸出等環(huán)節(jié)操作步驟，實現(xiàn)良好的系統(tǒng)自動控制效果。PLC主要工作過程可分為三個階段：其一，輸入采樣階段，利用特定掃描手段，對數(shù)據(jù)輸入情況進(jìn)行準(zhǔn)確判讀，并對無用信息進(jìn)行過濾，保留有用信息，并將其直接存儲至合適位置中［1］。其二，程序執(zhí)行階段，PLC能夠根據(jù)一定要求對用戶程序?qū)嵤呙?，并按照至上而下的邏輯順序?qū)ψ詣涌刂葡到y(tǒng)進(jìn)行運算。其三，輸出刷新階段，根據(jù)I/O映象相關(guān)數(shù)據(jù)狀態(tài)，采用中央處理器對電路執(zhí)行輸出進(jìn)行鎖存處理，并將其輸送工業(yè)生產(chǎn)外部設(shè)備中。圖1為PLC在鍋爐自動控制中的應(yīng)用流程。

圖1　PLC在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用流程（以鍋爐自動控制為例）

2　可編程控制器（PLC）在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用優(yōu)勢分析

2.1高效性與便捷性

在工業(yè)環(huán)境中普遍采用PLC，不僅具有較高的靈敏，同時還能夠顯著提高自動控制系統(tǒng)本身的工作效率，加之其計算水平、能力比較突出，逐漸成為主要計算機(jī)存儲系統(tǒng)，并按照特定邏輯運算機(jī)制，對工業(yè)生產(chǎn)工序進(jìn)行明確，以數(shù)字式方式進(jìn)行輸入或輸出處理，實現(xiàn)自動化控制。

2.2抗干擾功強(qiáng)大

與此同時，PLC添加抗干擾相關(guān)設(shè)計內(nèi)容，因此具有較強(qiáng)抗干擾功能，能夠?qū)闺娮泳€路對其正常運行所產(chǎn)生的磁干擾信號［2］。在工業(yè)企業(yè)開展日常生產(chǎn)過程中，電子線路磁干擾現(xiàn)象無法徹底規(guī)避，若不能對其進(jìn)行有效處理，則會對整個自動控制系統(tǒng)的正常運行造成顯著影響。為此，要不斷加強(qiáng)PLC系統(tǒng)的抗干擾作用。

3　可編程控制器（PLC）在自動控制系統(tǒng)中的實際應(yīng)用

在自動控制系統(tǒng)中采用PLC，是目前最為普遍的控制方式，不僅在工業(yè)生產(chǎn)中具有使用優(yōu)勢，同時在水利工程、城市飲用水控制等民生項目中同樣具有廣泛的用途。以發(fā)電廠通訊自動控制系統(tǒng)設(shè)計為例，探究PLC的實際應(yīng)用情況。

3.1系統(tǒng)設(shè)計必要性分析

該發(fā)電廠通訊自動控制系統(tǒng)全面改造前，主要由ETS系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)提供技術(shù)支持。但是，ETS系統(tǒng)具有獨立性，相關(guān)人員無法及時對變化中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時了解，因此往往無法精準(zhǔn)觀察自動控制系統(tǒng)實際狀況，為此要采用PLC對通訊自動控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。

3.2硬件、軟件配置

（1）硬件：利用RS-485接口對眾多模塊進(jìn)行有效連接，并采用調(diào)試工具進(jìn)行冊里那個，同時布設(shè)電源、控制信號電纜。為進(jìn)一步避免電磁干擾，可適當(dāng)加裝中繼隔離器。此外，適當(dāng)布置獨立電源，做好光電隔離。（2）軟件：安裝編程軟件（特定版本），同時明確調(diào)試工具，并在此基礎(chǔ)上安裝性能可靠的CP341驅(qū)動程序。將上述軟件系統(tǒng)準(zhǔn)確連接在編程電纜上，實現(xiàn)可編程邏輯控制系統(tǒng)設(shè)計。

3.3系統(tǒng)配置

將PLC輸入點、PLC輸出點均設(shè)置為8，模塊為2-32個，而在模擬量部分，則有1個模擬量輸出點及8個模擬量輸入點。在上述設(shè)計中，采用基本配置即可完成自動控制，但是在一些復(fù)雜自動控制系統(tǒng)中，要按照實際狀況來加以確定。安裝CP341卡前，要對調(diào)試工具的實際使用情況進(jìn)行了解，從而保證硬件安裝的準(zhǔn)確性。

3.4信號分配

當(dāng)輸出電壓設(shè)置為上表中數(shù)據(jù)后，其不僅能執(zhí)行單機(jī)工作，還能充分與I/0點控制模塊進(jìn)行有效結(jié)合，協(xié)同發(fā)揮作用。通常情況下，模擬量擴(kuò)展模塊應(yīng)由扁平數(shù)據(jù)線作為主要連接方式，同時CPU12同樣按照此種方法進(jìn)行連接，如此方能實現(xiàn)模擬量本身的準(zhǔn)確輸出、輸入。上述模塊可構(gòu)成一個性能良好、整齊劃一的構(gòu)架，而模塊性質(zhì)及其所處擴(kuò)展鏈部分，則是決定組態(tài)地址編號的重要因素［4］。

3.5測試工作

為實現(xiàn)良好控制，還要在做好上述工作的同時，對自動控制系統(tǒng)反應(yīng)速度進(jìn)行常規(guī)測試，并對電流環(huán)開展一定的閉環(huán)控制。測試工作的順利完成需要用到二極管整流電路、電流互感器、A/D轉(zhuǎn)換電路等電路體系，從而將電流順利引出，并轉(zhuǎn)化其功率，利用二極管實施整流處理，轉(zhuǎn)變成直流電后直接輸送至相應(yīng)模塊中。

3.6運行效果

實踐工作結(jié)果顯示，在配置PLC后，該電廠自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)一體化控制效果，有效減少運行風(fēng)險，為電廠安全生產(chǎn)提供便利條件。實踐經(jīng)驗顯示，可編程控制器（PLC）在工業(yè)環(huán)境中具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，具有實際應(yīng)用價值。若運行過程存在一定故障，可通過布設(shè)中繼隔離器及獨立電源，進(jìn)一步提高運行效果。

結(jié)束語

綜上所述，通過上述論述已經(jīng)明確指出PLC在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的應(yīng)用情況，并展現(xiàn)出其強(qiáng)大的靈活性及穩(wěn)定性。隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，未來自動化、智能化程序水平將充分得到提高。根據(jù)實踐經(jīng)驗認(rèn)為，在采用PLC作為自動控制系統(tǒng)的主要構(gòu)件時，要首先對使用場所進(jìn)行評估，并遵循一定的控制標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，對其I/ O擴(kuò)展功能部分、人機(jī)界面進(jìn)行合理調(diào)整，使其滿足靈活轉(zhuǎn)變的使用需要。通過上述分析，認(rèn)為PLC系統(tǒng)不僅能夠提高工作效率，同時其具備通用性，應(yīng)用效果明顯。

［1］高翔.淺論可編程控制PLC在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.科技與企業(yè)，2014，21：62.

［2］朱王何.基于PLC的飼料生產(chǎn)線自動化控制系統(tǒng)研究與設(shè)計［D］.蘇州大學(xué)，2013.

［3］周斌斌.PLC在自動售貨機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.電子技術(shù)與軟件工程，2014，14：263.

［4］余歡.基于STM32的遠(yuǎn)程分布式可編程自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［D］.浙江大學(xué)，2016.