在工業(yè)自動化控制中PLC應(yīng)用存在的問題

黃鴻喜，梁冬生，司妞，林江波，孟紅偉

（湖南華曙高科技有限責任公司，湖南 長沙 410000）

在我國當前的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，通過應(yīng)用PLC技術(shù)便可以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中的可編程邏輯自動化控制。該技術(shù)主要通過可用于邏輯編程的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)在運行過程中通過可編程程序，便可以對內(nèi)部儲存進行自動計算、控制，同時，根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)中所檢測到的相關(guān)數(shù)據(jù)，將儲存內(nèi)容通過模擬量的形式輸入或輸出，進而控制工業(yè)生產(chǎn)過程。通過采用PLC控制技術(shù)，可以解決傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中控制系統(tǒng)內(nèi)部接線復(fù)雜、功耗高、可靠性低、靈活性差等缺點。

1 在工業(yè)自動化控制中PLC的應(yīng)用特點及工作原理

1.1 PLC控制技術(shù)的工作原理

在工業(yè)自動化生產(chǎn)應(yīng)用中，當PLC控制技術(shù)投入生產(chǎn)應(yīng)用后，其自動化的生產(chǎn)過程主要可以分為以下三個階段，其中分別為信號輸入采集階段、用戶程序執(zhí)行階段、信號輸出刷新階段。PLC控制技術(shù)在完成以上三個階段的過程中，每進行一個階段即可稱為一個掃描周期，在PLC控制系統(tǒng)進行掃描的過程中，可編程邏輯控制器中的CPU會根據(jù)預(yù)先所設(shè)定的掃描速度，對以上三個階段進行重復(fù)掃描。

1.2 PLC控制技術(shù)的應(yīng)用特點

PLC控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用特點，主要有以下3點。

第一，PLC控制技術(shù)在應(yīng)用過程中實現(xiàn)通信協(xié)議上的統(tǒng)一，這主要是指在工業(yè)自動化應(yīng)用中，PLC控制技術(shù)遵循國際標準的通信協(xié)議，對不同公司的生產(chǎn)設(shè)備也可以進行實時連接，這便為工業(yè)生產(chǎn)提供了一定的便利，同時，PLC控制技術(shù)的開放性也可以促進工業(yè)自動化產(chǎn)業(yè)鏈的良性、可持續(xù)發(fā)展；第二，在工業(yè)自動化應(yīng)用中，PLC控制技術(shù)易于與現(xiàn)場總線進行密切聯(lián)系，這樣就可以通過PLC來對現(xiàn)場進行控制；第三，PLC控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中具有較為靈活的通信程序編寫功能，在對通信協(xié)議進行編寫的過程中，往往只需要編寫計算機的一端代碼就可以自行實現(xiàn)PLC的自動接收和自動傳送。這樣就可以大幅度減少使用者在編寫通信協(xié)議過程中的工作量，同時，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，還可以由編程人員專門為PLC控制系統(tǒng)配置專門的計算機和通信軟件。

2 PLC技術(shù)在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用

PLC及變頻器技術(shù)中的控制配件，可以在工作過程中將工業(yè)自動化控制中各個時段的輸入信號和與之對應(yīng)的輸出信號進行記錄和收集，然后實現(xiàn)在硬件框架內(nèi)對工業(yè)自動化控制中進行雙重控制。

2.1 PLC技術(shù)可用于信號測定開關(guān)

圖1 PLC技術(shù)信號測定開關(guān)

如圖1，PLC技術(shù)可信號測定開關(guān)在工作過程中，如果發(fā)現(xiàn)工業(yè)自動化控制中所布置的機械設(shè)備方向有所偏移，那么，當工業(yè)自動化控制中的機械設(shè)備在運轉(zhuǎn)過程中一旦發(fā)生跑偏，就會觸發(fā)這一時段中的特殊開關(guān)信號。通過信號測定開關(guān)，便可以發(fā)出5伏特左右的直流電壓，當直流電壓抵達控制裝置系統(tǒng)時，控制裝置系統(tǒng)便可以對工業(yè)自動化控制中后續(xù)的工作狀態(tài)進行控制和處理。同時，PLC技術(shù)在應(yīng)用過程中由于點數(shù)不受限制，因此，可以對所控制的邏輯問題進行多種組合運算，進而提高自身的開關(guān)量控制能力。

2.2 PLC技術(shù)可用于傳感測定配件

PLC技術(shù)的傳感測定配件在應(yīng)用的過程中，如果發(fā)現(xiàn)工業(yè)自動化控制中的機械設(shè)備在運轉(zhuǎn)過程中輸出異常，撕裂傳感器便會第一時間感受到這種異常狀態(tài)，從而發(fā)出特有的測定報警信號，這樣控制器就可以在第一時間內(nèi)接收到這種測定報警信號，從而使工業(yè)自動化控制中緊急制動，這樣就可以防止由于工業(yè)自動化控制中在外力驅(qū)動導(dǎo)致機械設(shè)備發(fā)生扯斷的現(xiàn)象發(fā)生。

2.3 PLC技術(shù)可用于傳輸速率測定

控制系統(tǒng)中傳輸速率測定裝置在應(yīng)用過程中，如果發(fā)現(xiàn)工業(yè)自動化控制中的機械設(shè)備運轉(zhuǎn)速率過高或運轉(zhuǎn)速率過低，那么，傳輸速率測定系統(tǒng)便會在第一時間內(nèi)將這種異常信號傳達到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)便會對工業(yè)自動化控制中的機械設(shè)備運轉(zhuǎn)速度進行控制，來確保工業(yè)生產(chǎn)中各個時段內(nèi)機械設(shè)備的運行速率相同。同時，還可以通過PLC及變頻器技術(shù)來對工業(yè)自動化控制中的技術(shù)編碼進行適當?shù)男薷?，這樣就可以讓工業(yè)自動化控制中在工作過程中可以辨別脈沖數(shù)目，從而更好地獲取工業(yè)自動化控制中在工作中的機械設(shè)備運行速率。

2.4 PLC技術(shù)可用于判別故障位置

控制系統(tǒng)中判別故障位置這一功能，還需要工作人員的適當參與才可以完整地證實。這需要工業(yè)自動化控制中在工作過程中，當工作人員察覺到機械設(shè)備運行過程中有所異常，那么，就可以判斷帶式運行機運轉(zhuǎn)過程中的某一數(shù)值的開關(guān)量。通過這種判斷，工作人員在第一時間便可識別出帶式運行機的故障發(fā)生點，這樣就可以讓維修人員盡快地到現(xiàn)場開展工業(yè)自動化控制中維修作業(yè)。同時，還可以根據(jù)輸送機的相關(guān)輸出信號，判別工業(yè)自動化控制中在緊急態(tài)勢下的停機狀態(tài)、開關(guān)閘門時的工作狀態(tài)、管控速率下的工作狀態(tài)和給料機配比下的工作狀態(tài)等。

3 PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動化應(yīng)用中存在的問題及解決措施

3.1 PLC技術(shù)在工業(yè)自動化中存在溫度問題

在工業(yè)自動化生產(chǎn)應(yīng)用過程中溫度會在一定程度上，干擾到PLC技術(shù)的使用性能，在根據(jù)有關(guān)研究調(diào)查中顯示當溫度在0～50℃時，最適合于PLC控制系統(tǒng)的工作。所以在對PLC控制系統(tǒng)進行運行的過程中，技術(shù)人員需要將PLC控制系統(tǒng)的溫度控制在合理范圍內(nèi)，如果在運行的過程中周邊環(huán)境溫度過高，那么，技術(shù)人員還需要在系統(tǒng)周邊設(shè)置相應(yīng)的散熱裝置；如果運行的過程中周邊的環(huán)境溫度過低，技術(shù)人員就應(yīng)當在系統(tǒng)周邊設(shè)置保溫裝置，確保PLC控制系統(tǒng)可以一直處于在一個正常的工作環(huán)境中。

3.2 PLC技術(shù)在工業(yè)自動化中存在濕度問題

PLC技術(shù)在工業(yè)自動化應(yīng)用過程中，工作環(huán)境中的濕度也會對PLC控制系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生一定的問題。在當前我國個別工業(yè)自動化應(yīng)用領(lǐng)域中，作業(yè)環(huán)境空氣中的濕度較高，如果PLC控制系統(tǒng)一直處于較高的空氣濕度中，那么，就無法保證系統(tǒng)的正常運行。根據(jù)有關(guān)調(diào)查研究中顯示，當工業(yè)自動化生產(chǎn)環(huán)境內(nèi)空氣中的濕度高達85%以上，那么，就會對PLC控制系統(tǒng)的正常運行造成一定的問題，PLC控制裝置表面會有濕氣凝露的問題出現(xiàn)，這就會對PLC控制系統(tǒng)的絕緣性造成一定的問題。

3.3 PLC技術(shù)在工業(yè)自動化中存在絕緣性差問題

工業(yè)自動化生產(chǎn)中所應(yīng)用的PLC技術(shù)，其主要是由高精度的電子元器件組合而成。這些電子元器件在應(yīng)用過程中，自身所具有的絕緣性能與周邊環(huán)境的水汽含量成反比例關(guān)系，電子元器件周邊水汽含量上升，那么，電子元器件的自身絕緣性能便會出現(xiàn)下降。因此，在應(yīng)用PLC技術(shù)的工業(yè)自動化系統(tǒng)中，需要對系統(tǒng)運行過程中的周邊濕度環(huán)境進行控制，進而提高自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，通常技術(shù)人員需要將PRC技術(shù)的工作環(huán)境濕度控制在75%～85%。

3.4 PLC技術(shù)在工業(yè)自動化中存在抗震性差問題

在應(yīng)用PLC技術(shù)的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，技術(shù)人員需要在系統(tǒng)組裝的過程中加裝相應(yīng)的防震器，避免系統(tǒng)在運行過程中由于周邊環(huán)境的震動對系統(tǒng)的運行造成干擾。通常工業(yè)自動化中的PLC系統(tǒng)在運行中如果受到振動頻率在10～55Hz范圍下的連續(xù)振動，那么，系統(tǒng)便會受到一定的干擾，使得系統(tǒng)的運行性能大幅度下降。所以，技術(shù)人員需要在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的運行中，做好防震抗干擾措施，減少由于強烈振動給PLC系統(tǒng)帶來的破壞。

4 結(jié)語

我國工業(yè)自動化生產(chǎn)中存在著大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，因此，在工業(yè)自動化控制現(xiàn)場，通過應(yīng)用PLC技術(shù)便可以合理地解決數(shù)字量和模擬量在運行過程中出現(xiàn)的問題，所以通過設(shè)計PLC控制系統(tǒng)，便可以提高工業(yè)自動化生產(chǎn)效率。此外，在科學技術(shù)快速發(fā)展的今天，PLC技術(shù)可以通過完美的人機界面和通訊設(shè)備，制作出品種更加豐富、規(guī)格更加齊全的產(chǎn)品，進而適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求，促進我國工業(yè)生產(chǎn)力的快速提升。