PLC 在工業(yè)電子自動化控制中的應(yīng)用分析

王海奇 鄧亞茹 王媛 李萌 安鋼自動化軟件股份有限公司

一、PLC 技術(shù)概述

PLC，即可編程控制器，是一種適用于工業(yè)生產(chǎn)的式子運(yùn)算電子系統(tǒng)。PLC 控制技術(shù)集合了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、集中自動化控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，能夠統(tǒng)籌調(diào)控工業(yè)生產(chǎn)的各類復(fù)雜機(jī)械，以完成自動化工業(yè)生產(chǎn)工作。PLC 控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)這些生產(chǎn)目標(biāo)，不僅是因?yàn)槠淠軌蚺c工業(yè)生產(chǎn)總線完美融合，還可以實(shí)現(xiàn)信息協(xié)議的統(tǒng)一化，具有更高的信息傳遞效率，更是因?yàn)榫幊痰姆奖憧旖?，讓編程設(shè)計(jì)被極大地簡化，降低了編程設(shè)計(jì)的工作量。PLC 控制技術(shù)是工業(yè)生產(chǎn)各階段相互配合的一種體現(xiàn)，各階段間協(xié)調(diào)一致才可以達(dá)到自動化生產(chǎn)的結(jié)果。PLC 控制技術(shù)一般可以分為信息采集、程序執(zhí)行和輸出結(jié)果三個階段，PLC 可以連接生產(chǎn)設(shè)備采集生產(chǎn)信息，并集合匯總到中央處理器，中央處理器根據(jù)事先做好的編程對采集到的信息進(jìn)行處理，經(jīng)過一定的程序后得出結(jié)果，然后將結(jié)果輸出給各生產(chǎn)機(jī)械，最后生產(chǎn)機(jī)械根據(jù)結(jié)果執(zhí)行生產(chǎn)任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動化。

二、PLC 的工作原理

PLC 的主要工作任務(wù)就是分析不同階段的數(shù)據(jù)，對于其不同階段的內(nèi)部組成部分也是有很大的不同?？删幊炭刂破魇紫葧诓蓸与A段進(jìn)行掃描采樣工作，將掃描采樣的數(shù)據(jù)信息傳到相關(guān)的映像區(qū)的對應(yīng)單元。處理單元是一個相對智能化的結(jié)構(gòu)，它不會盲目的選擇執(zhí)行的方式，而是自動的選擇對應(yīng)的讀取信號的形式。從而保證讀寫數(shù)據(jù)的狀態(tài)能正常運(yùn)行?？删幊炭刂破魇且粋€貫穿全部的程序，當(dāng)程序運(yùn)行的時(shí)候，它會從上到下自動的對用戶程序進(jìn)行掃描。有一個特定的掃描順序，與此同時(shí)還有一個根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的過程，這兩種方式都是可編程控制器的工作選擇，從而達(dá)到對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確分析的效果。

三、PLC 在工業(yè)電子自動化控制中的應(yīng)用

（一）系統(tǒng)集中控制

除了能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制模式，系統(tǒng)自身也要受到PLC 控制，如可以監(jiān)控整個生產(chǎn)系統(tǒng)的故障問題，并在顯示器上顯示等。PLC 對系統(tǒng)集中控制主要是以邏輯錯誤檢測和時(shí)限故障檢測實(shí)現(xiàn)的，也就是在系統(tǒng)中設(shè)定閾值，如果運(yùn)行數(shù)據(jù)超出閾值，則判定為錯誤檢測，從而自動化進(jìn)行調(diào)整。在機(jī)床生產(chǎn)加工當(dāng)中，每個生產(chǎn)流程都是按照編程內(nèi)容循環(huán)工作，在檢測工步環(huán)節(jié)中設(shè)置啟動定時(shí)器，可以實(shí)現(xiàn)錯誤、故障報(bào)警以及自動生產(chǎn)等功能。通常實(shí)際動作時(shí)間相比定時(shí)器要更短一些。電控系統(tǒng)當(dāng)中的信號傳遞都有一定的邏輯關(guān)系，這是因?yàn)檫@種邏輯關(guān)系在產(chǎn)生故障問題時(shí)會被損壞掉，因此故障分析就是根據(jù)之前設(shè)定的閾值，并采用邏輯判定故障程序進(jìn)行分析。

（二）控制開關(guān)量

在以前的繼電器、接觸器的控制體系中，往往會因?yàn)槠湟?guī)模比較小，使得里面存在的問題比較不起眼。但是如果是遇到了那種比較大規(guī)模的系統(tǒng)，繼電器以及接觸器發(fā)生的問題就容易給整個工程帶來很多問題。PLC 技術(shù)具備比較高的可靠度、速度也是比較快的以及結(jié)構(gòu)簡單明了的特點(diǎn)，這使得如果當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)它出了一些問題的時(shí)候，能夠很好地解決這些問題，不會像上面所描述的一般感到束手無策。不過，這為我們帶來的最大好處仍然是提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，還能夠?yàn)槠髽I(yè)減少不少的投入資金。

（三）模擬量控制

按照所要控制對象的特征進(jìn)行功能模塊組合，是PLC 控制技術(shù)的重要功能，且PLC 裝置通過模擬量進(jìn)行控制的操作較為靈活。在工業(yè)自動化過程控制中，通過PLC裝置控制模擬量以完成對各個模塊的控制是模擬量控制技術(shù)的核心，這種技術(shù)的使用既可以完成對過程的控制，同時(shí)，能夠較好地控制儀表運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，電流、電壓、溫度等模擬量在工業(yè)生產(chǎn)過程中是不斷浮動的，在過程控制中利用PLC 裝置可以控制這些模擬量的變化，它通過分析與計(jì)算實(shí)現(xiàn)一種閉環(huán)控制，在一定程度上保證了工業(yè)生產(chǎn)的安全性以及可靠性。

（四）位置控制

現(xiàn)代工業(yè)在生產(chǎn)制造方面，已經(jīng)開始運(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 的位置控制是通過步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。將PLC 的位置控制應(yīng)用于工業(yè)電子自動化生產(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)電子自動化控制。

（五）對于數(shù)據(jù)處理的控制

PLC 技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸、運(yùn)算等方面的優(yōu)勢，可以更快速、準(zhǔn)確的進(jìn)行數(shù)據(jù)的搜集以及整理等工作，將輸出結(jié)果和存儲器中的設(shè)定值相比，發(fā)現(xiàn)存在的誤差，可以更高精度的完成控制工作。一般情況下，PLC 技術(shù)的數(shù)據(jù)處理功能在柔性機(jī)械制造企業(yè)中的應(yīng)用比較廣泛，此外，在金屬的冶煉等大型的企業(yè)應(yīng)用也比較廣。

四、結(jié)語

工業(yè)自動化體系的構(gòu)建對于技術(shù)性質(zhì)的資源價(jià)值重視程度較高，因此，對PLC 技術(shù)的價(jià)值予以研究，并制定優(yōu)化工業(yè)自動化技術(shù)體系的具體策略，可以使新時(shí)期PLC 技術(shù)資源的綜合性應(yīng)用價(jià)值得到更加完整的顯現(xiàn)，并使工業(yè)自動化技術(shù)措施的應(yīng)用價(jià)值可以得到更加完整的顯現(xiàn)。