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

孟靜

[摘? ? 要 ]隨著社會(huì)發(fā)展的腳步不斷加快，工業(yè)自動(dòng)化步入到高速發(fā)展時(shí)期，逐步將PLC技術(shù)融入到生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，更好的進(jìn)行數(shù)字計(jì)算和模擬量控制。對(duì)于機(jī)械裝置來說，PLC技術(shù)能夠豐富自動(dòng)化操作方式，還可以快速準(zhǔn)確的測(cè)定運(yùn)行過程中出現(xiàn)的異常原因，確保裝置可以發(fā)揮出應(yīng)有的效用。所以深入分析該領(lǐng)域的發(fā)展情況后，應(yīng)盡可能的將其融入到實(shí)際生產(chǎn)之中。逐步深入推行，真正將PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)出來。

[關(guān)鍵詞]PLC控制技術(shù);工業(yè)自動(dòng)化;實(shí)踐應(yīng)用

[中圖分類號(hào)]TP273 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2020）08–00–03

Application Research of PLC Control Technology in Industrial Automation

Meng? Jing

[Abstract]As the pace of social development continues to accelerate， industrial automation has entered a period of rapid development， and PLC technology is gradually integrated into all links of production to better perform digital calculation and analog control. For mechanical devices， PLC technology can enrich automatic operation methods， and can quickly and accurately determine the causes of abnormalities during operation to ensure that the devices can be used effectively. Therefore， after in-depth analysis of the development of this field， it should be integrated into actual production as much as possible. Gradually in-depth implementation， truly showing the advantages of PLC technology.

[Keywords]PLC control technology; industrial automation; practical application

PLC技術(shù)可以結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的具體需求，有效聯(lián)通生產(chǎn)環(huán)境和數(shù)字計(jì)算，所以可以保證自動(dòng)化控制適用在不同環(huán)境中。例如說模擬量控制、位置參數(shù)確定等方面，PLC技術(shù)有著良好的發(fā)展空間。當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化正處于蓬勃的發(fā)展時(shí)期，PLC技術(shù)中仍存在明顯缺陷，這就要求操作人員和生產(chǎn)企業(yè)深入剖析該項(xiàng)技術(shù)，優(yōu)化程序架構(gòu)，推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化朝著更加完善的趨勢(shì)發(fā)展，本文將從以下幾個(gè)方面展開論述。

1 PLC控制技術(shù)概述

1.1 概念

PLC技術(shù)也就是常說的可編程控制器，實(shí)際應(yīng)用該技術(shù)的過程中，是將通信服務(wù)和自動(dòng)控制有效融合起來，確保運(yùn)行穩(wěn)定。從工業(yè)生產(chǎn)來看，該項(xiàng)技術(shù)的意義主要在于以下幾個(gè)方面：程序設(shè)計(jì)方便、體積較小、能夠有效外擴(kuò)組件模塊。在電力領(lǐng)域、輕工業(yè)生產(chǎn)之中，PLC逐步發(fā)揮出越來越重要的作用。如圖1所示。

1.2 特點(diǎn)

從技術(shù)自身來說，主要通過總線完成各項(xiàng)控制任務(wù)，保證運(yùn)行質(zhì)量。確保系統(tǒng)通信服務(wù)體系的規(guī)范化，可以為用戶和企業(yè)提供最基本的服務(wù)保障。深入剖析PLC控制技術(shù)后，不難發(fā)現(xiàn)程序結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方式簡便，將通信服務(wù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)融為一體，進(jìn)一步優(yōu)化內(nèi)部程序框架，盡可能降低程序編寫的任務(wù)量。PLC技術(shù)性能良好且成本投入較低，將其應(yīng)用在不同系統(tǒng)之中，可以很好的適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境。從實(shí)際運(yùn)行過程來說，PLC技術(shù)會(huì)對(duì)原有的系統(tǒng)產(chǎn)生積極的優(yōu)化效用。結(jié)合長期以來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以看出，技術(shù)的普適性在不斷提升，當(dāng)前PLC技術(shù)中的各個(gè)環(huán)節(jié)均朝著規(guī)范化、體系化的方向發(fā)展，同時(shí)借助該項(xiàng)技術(shù)還可以有效監(jiān)管生產(chǎn)的各個(gè)階段，提高系統(tǒng)的自動(dòng)化效率。開展PLC控制工作時(shí)，采用梯形圖方式能夠優(yōu)化編程操作，大大降低操作人員的編程負(fù)擔(dān)。同時(shí)國內(nèi)PLC系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，常常會(huì)增加多層抗干擾措施，防止在電子產(chǎn)品的使用過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的電磁干擾?；赑LC技術(shù)構(gòu)建的控制體系已經(jīng)可以完成工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的預(yù)期目標(biāo)，這一任務(wù)未來的優(yōu)化相對(duì)容易。借助高效的集成電路，可以進(jìn)一步縮減體積空間，同時(shí)更低的功耗也是工業(yè)生產(chǎn)中的主要發(fā)展方向。未來操作人員必然會(huì)從方案設(shè)計(jì)、安全可靠、運(yùn)行維護(hù)等方面著手研究。由大規(guī)模的設(shè)備應(yīng)用，工業(yè)自動(dòng)化將會(huì)朝著預(yù)想目標(biāo)前行。

1.3 PLC技術(shù)類型

1.3.1 FCS系統(tǒng)

FCS模塊也就是現(xiàn)場(chǎng)總線型控制模塊。主要是用來操控電氣設(shè)備體系中的各個(gè)開關(guān)，實(shí)際生產(chǎn)中具有以下優(yōu)勢(shì)：采用高效傳輸?shù)臄?shù)字通信服務(wù)、完善的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而形成較為多樣的功能結(jié)構(gòu)，不但可以滿足電氣裝置的穩(wěn)定工作，還能夠進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸效率，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。此外，借助綜合化的FCS模塊，還可以為電氣裝置搭建出配套的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，推動(dòng)機(jī)械裝置朝著智能化、自動(dòng)化的前行趨勢(shì)。

1.3.2 DCS系統(tǒng)

對(duì)比來看，DCS模塊的使用較為嚴(yán)苛。其主要用于測(cè)定并降低電氣裝置運(yùn)行階段出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)情況，利用交互端口使得控制體系和測(cè)定服務(wù)有效融合。基于控制系統(tǒng)提供的風(fēng)險(xiǎn)把控服務(wù)，結(jié)合計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)分析功能，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行整合，確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作。DCS模塊在實(shí)際生產(chǎn)中主要發(fā)揮的是分散效用，能夠?qū)㈦姎庋b置運(yùn)行階段中出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)情況有效把控并合理分散，降低風(fēng)險(xiǎn)的負(fù)面影響，防止出現(xiàn)較大的經(jīng)濟(jì)虧損。DCS模塊內(nèi)部組成復(fù)雜，主要包括三大核心系統(tǒng)：控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和通信系統(tǒng)?；谌笙到y(tǒng)可以有效完成電氣線路的測(cè)定服務(wù)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.3.3 PLC的優(yōu)勢(shì)

①能夠有效提高電氣設(shè)備的工作效率，PLC技術(shù)融入了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和一體化控制服務(wù)，不但可以顯著的優(yōu)化成本投入，還能保證產(chǎn)品的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。PLC系統(tǒng)操控方式簡捷，能更好的適用在電氣裝置生產(chǎn)服務(wù)之中。

②PLC技術(shù)具有多樣化的功能服務(wù)，可以滿足不同電氣設(shè)備的實(shí)際需要，同時(shí)針對(duì)差異化的設(shè)置方案也配套相應(yīng)的定制功能，確保兼容到各個(gè)電氣設(shè)備之中，為用戶提供便利化服務(wù)，發(fā)展?jié)摿^大。

③原有的電氣設(shè)備生產(chǎn)效率較低、操控復(fù)雜且適用性差，難以滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需要，更無法為用戶提供所期望的服務(wù)功能。隨著PLC技術(shù)的出現(xiàn)，打破傳統(tǒng)電氣設(shè)備的限制，有效彌補(bǔ)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的不足之處，推動(dòng)電氣領(lǐng)域的發(fā)展。

2 PLC控制技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)注意的問題

2.1 振動(dòng)控制

PLC系統(tǒng)各項(xiàng)功能運(yùn)行過程中，會(huì)受到諸多因素的影響，其中震動(dòng)影響最為明顯。如果生產(chǎn)環(huán)境中出現(xiàn)了連續(xù)震動(dòng)源且頻次超過標(biāo)準(zhǔn)范圍，就會(huì)嚴(yán)重影響運(yùn)行質(zhì)量。因此工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展過程中，勢(shì)必會(huì)不斷融合各項(xiàng)先進(jìn)裝置和技術(shù)服務(wù)，優(yōu)化存在的震動(dòng)問題。逐步在PLC系統(tǒng)中擴(kuò)增功能組塊，就可以顯著降低震動(dòng)影響。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工況下，PLC技術(shù)將會(huì)發(fā)揮出應(yīng)有作用，提升工業(yè)生產(chǎn)效率，確保各個(gè)環(huán)節(jié)均按照預(yù)期完成。

2.2 溫度控制

PLC技術(shù)在逐步滲透到工業(yè)生產(chǎn)的過程中，會(huì)對(duì)系統(tǒng)溫度進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)當(dāng)將其控制在標(biāo)準(zhǔn)區(qū)間。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，需要不斷調(diào)整溫度參數(shù)并控制好同其他裝置間的距離。防止PLC系統(tǒng)受到干擾，進(jìn)而保證應(yīng)用效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。一般來說，在工業(yè)自動(dòng)化構(gòu)建過程中，PLC系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)和排風(fēng)模塊有效聯(lián)通，確保機(jī)械裝置的運(yùn)行不受到溫度干擾。

2.3 電源設(shè)置

PLC系統(tǒng)在運(yùn)行過程中選用220V交流供電，并對(duì)干擾運(yùn)行的各項(xiàng)因素進(jìn)行合理把控。實(shí)際應(yīng)用PLC技術(shù)時(shí)，雖然其內(nèi)部已經(jīng)具備良好的抗干擾能力，但電源影響較為明顯，仍需要優(yōu)化抗干擾措施，并選擇適合系統(tǒng)運(yùn)行的電源供能。防止電源持續(xù)對(duì)PLC系統(tǒng)施加影響，同時(shí)保證供電穩(wěn)定，提高系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行效率。整個(gè)PLC系統(tǒng)運(yùn)行階段，均要持續(xù)關(guān)注技術(shù)的發(fā)展情況，確保技術(shù)能夠達(dá)到預(yù)期效果。

3 PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的實(shí)踐應(yīng)用

隨著科學(xué)水平的不斷提升，工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)邁入到全新時(shí)期，不管是加工措施還是技術(shù)發(fā)展都有了標(biāo)準(zhǔn)流程，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)前行起到推動(dòng)作用。目前仍需要進(jìn)一步提高系統(tǒng)準(zhǔn)確性，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。應(yīng)用PLC技術(shù)的過程中，不斷構(gòu)建出高效的自動(dòng)控制設(shè)備，并完成好對(duì)應(yīng)的程序設(shè)計(jì)，逐步優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)中的邏輯體系、控制服務(wù)以及模擬量計(jì)算。該項(xiàng)技術(shù)性能優(yōu)良，能夠有效適應(yīng)不同的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，對(duì)提高自動(dòng)化水平有著深遠(yuǎn)意義。

3.1 優(yōu)化數(shù)據(jù)信息處理工作

PLC技術(shù)的主要對(duì)象為邏輯分析和數(shù)量計(jì)算等，由此便可以在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的數(shù)模轉(zhuǎn)換，同時(shí)向被控設(shè)備發(fā)送對(duì)應(yīng)的控制命令。基于相關(guān)的運(yùn)行條件，此技術(shù)可以有效融入到信息管理之中，更好的完成針對(duì)化管理和分析，實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)。此時(shí)數(shù)據(jù)管理性能有了顯著提高。后續(xù)再完成各項(xiàng)信息整合和數(shù)據(jù)對(duì)比時(shí)，PLC系統(tǒng)便能夠快速的確定數(shù)據(jù)差異，針對(duì)存在的不足之處進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。此外，系統(tǒng)還可以外擴(kuò)其他的智能設(shè)備，達(dá)成整體性的工業(yè)自動(dòng)化管理，采用大規(guī)模自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)和無人值守系統(tǒng)時(shí)，需要增設(shè)有效的遠(yuǎn)程管理模塊。一旦大規(guī)模系統(tǒng)跳轉(zhuǎn)到運(yùn)行工況，就需要持續(xù)進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)分析。

3.2 模擬量控制

通過搭建的功能模塊，可以有效探究被控目標(biāo)的各項(xiàng)特性，而PLC技術(shù)可以進(jìn)一步提升模擬量的管理性能?？刂葡到y(tǒng)主要由以下幾個(gè)模塊構(gòu)成：位置確定、時(shí)鐘計(jì)數(shù)以及系統(tǒng)通信等。做好對(duì)各個(gè)模塊的管理控制，在模擬量把控階段融合基本控制理論，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)各類儀器的操作管控?？v觀整個(gè)過程控制階段，PLC系統(tǒng)主要是針對(duì)啟動(dòng)的壓力、速度和電流等參數(shù)進(jìn)行分析，并隨工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，相比于傳統(tǒng)方式來說，優(yōu)勢(shì)顯著。PLC分析控制模擬量時(shí)，要做好數(shù)據(jù)處理后的閉環(huán)管理，可以進(jìn)一步提高工業(yè)穩(wěn)定度和生產(chǎn)效率。

3.3 電動(dòng)機(jī)控制

實(shí)際應(yīng)用PLC技術(shù)的過程中，可以對(duì)控制命令進(jìn)行不斷優(yōu)化，同電機(jī)設(shè)備協(xié)同管理，從而提升電機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量。主要應(yīng)從速度調(diào)節(jié)、強(qiáng)度控制等基礎(chǔ)方面著手。利用系統(tǒng)中的變頻設(shè)備，調(diào)整電壓參數(shù)，當(dāng)各項(xiàng)流程均能順利實(shí)現(xiàn)后，系統(tǒng)即可在獲取控制命令后，根據(jù)電壓狀態(tài)判斷是否存在干擾，為技術(shù)人員提供準(zhǔn)確的參考意見。

3.4 開關(guān)量控制

對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)來說，開關(guān)量是最為核心的一項(xiàng)控制標(biāo)準(zhǔn)，在不同操作過程中均有著復(fù)雜應(yīng)用。深入剖析PLC系統(tǒng)不難發(fā)現(xiàn)，只有在內(nèi)部各項(xiàng)邏輯操作達(dá)到要求后，才可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)量的基礎(chǔ)控制。所以該項(xiàng)技術(shù)將會(huì)取代傳統(tǒng)的繼電控制模式，確保各個(gè)控制環(huán)節(jié)落實(shí)到位，增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行間的邏輯關(guān)聯(lián)，不管是單機(jī)操作還是協(xié)同控制，均能夠按照預(yù)期方案逐步完成。順序控制模式就是在實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化服務(wù)后，按照通信服務(wù)和信息標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)成各個(gè)子模塊間的相互合作。因此實(shí)際運(yùn)行PLC系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合自動(dòng)控制的具體需要，對(duì)主站設(shè)備、遠(yuǎn)程控制和傳感體系進(jìn)行調(diào)整。尤其是在構(gòu)建中間站和遠(yuǎn)程站的過程中，要利用好總線服務(wù)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的針對(duì)性控制。采用二次電纜進(jìn)行交互，要求操作人員確定好各項(xiàng)電氣裝置的管理目標(biāo)。整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)階段，要重視開關(guān)量的管理，把控好各個(gè)子系統(tǒng)的重點(diǎn)，期望達(dá)到預(yù)期的控制效果，就需要不斷推行PLC系統(tǒng)，使其更好的應(yīng)用在不同生產(chǎn)環(huán)境之中。

3.5 集中控制

PLC系統(tǒng)可以在工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程中逐步實(shí)現(xiàn)整體控制的目標(biāo)，達(dá)成對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和全面管理。例如說，在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用過程中，因?yàn)槟承┙M件存在異常，就需要對(duì)系統(tǒng)整體展開全面測(cè)試和維護(hù)。根據(jù)具體研究結(jié)果不難看出，測(cè)定異常的方法本質(zhì)上就是依照邏輯問題進(jìn)行針對(duì)處理。諸如數(shù)控機(jī)床實(shí)際運(yùn)行時(shí)，會(huì)存在長時(shí)間的連續(xù)工作，就要求對(duì)整體運(yùn)行過程有效監(jiān)管，滿足預(yù)期的控制效果。若系統(tǒng)中時(shí)鐘模塊設(shè)定為定時(shí)模式，就要在檢測(cè)過程中結(jié)合具體的運(yùn)行工況，增加異常預(yù)警和自動(dòng)切斷等功能。這個(gè)過程中，操作人員要關(guān)注定時(shí)模塊的運(yùn)行周期會(huì)顯著低于輸出時(shí)間。因?yàn)殡娍伢w系的輸入輸出間存在本質(zhì)的邏輯關(guān)聯(lián)，所以可以為后期的運(yùn)行異常提供相應(yīng)的參考意見。