PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用論述

【摘 要】伴隨著計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC 技術(shù)也在突飛猛進(jìn)，能夠?qū)⒆陨砉δ苤饾u完善，同時(shí)也擴(kuò)大了應(yīng)用的領(lǐng)域，隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展也逐步將實(shí)際運(yùn)用中的問題進(jìn)行了有效的解決。自動(dòng)工業(yè)化和工業(yè)生產(chǎn)中可靠的數(shù)據(jù)也都是由逐漸完善的 PLC 通信功能所提供的。PLC 系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)化工業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)也能夠越來越熟練地進(jìn)行控制。PLC 伴隨著地位日益提高的工業(yè)自動(dòng)化將會(huì)支撐起工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展。文章敘述了PLC的構(gòu)成和功能以及分析了PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，并就PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制應(yīng)用的一些注意事項(xiàng)以及抗干擾設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，有助于PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的未來發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】PLC；工業(yè)自動(dòng)化；應(yīng)用；研究

0 前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，工業(yè)自動(dòng)化程度也在不斷提升。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制、，處理模擬量、數(shù)字運(yùn)算以及人機(jī)接口等方面的應(yīng)用日益增加，逐漸成為我國(guó)的工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在工業(yè)控制的各領(lǐng)域也發(fā)揮著越來越大的作用。

1 PLC的構(gòu)成和功能

在對(duì)PLC技在工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用進(jìn)行分析，就要首先了解它的構(gòu)成和主要的功能，下面我們就對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的闡述：

1.1 PLC的構(gòu)成

PLC主要由電源、CPU、接口電路、I/O電路及存儲(chǔ)器等構(gòu)成。其中，電源包含了系統(tǒng)、掉電保護(hù)及備用等電源。而CPU即為中央處理器，其功能為邏輯與數(shù)學(xué)運(yùn)算，作用在于協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作。而對(duì)于接口電路而言，其主要指PLC和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、外圍設(shè)備相連通道等等。至于I/O電路，其對(duì)系統(tǒng)的輸入電路而言，是把輸入信號(hào)隔離和電平的轉(zhuǎn)化，對(duì)輸出電路而言，是對(duì)PLC輸出結(jié)果放大以及電平的轉(zhuǎn)化。而對(duì)存儲(chǔ)器而言，其主要作用是存放系統(tǒng)中的邏輯變量和用戶程序以及監(jiān)控等信息。

1.2 PLC的功能

對(duì)于PLC而言，PLC是為當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化專門應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，這導(dǎo)致了PLC與一般計(jì)算機(jī)的功能也是存在差異的，下面就其功能進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析：

首先，開關(guān)量的控制。其主要的功能：結(jié)合控制現(xiàn)場(chǎng)所給檢測(cè)信號(hào)而依據(jù)系統(tǒng)的限位開關(guān)和操作按鈕，能夠?qū)I(yè)控制中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行控制。

其次，系統(tǒng)的限時(shí)和計(jì)數(shù)控制。對(duì)其限時(shí)控制而言，主要是指可以在PLC系統(tǒng)里設(shè)置有關(guān)的計(jì)時(shí)指令，而且在定時(shí)的設(shè)定時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況變通，且這主要在系統(tǒng)的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)控制應(yīng)用。而對(duì)PLC計(jì)數(shù)控制而言，其計(jì)數(shù)器分為高速和普通以及可逆計(jì)數(shù)器，對(duì)功能而言，就是完成系統(tǒng)中的不相同的各種用途的計(jì)數(shù)控制。

2 自動(dòng)工業(yè)化中PLC的應(yīng)用以及所存在的問題

2.1 工業(yè)自動(dòng)化中主要應(yīng)用到的PLC

2.1.1 PLC中開關(guān)量的控制

PLC的優(yōu)點(diǎn)為如下幾點(diǎn)，接線簡(jiǎn)單、速度快、軟觸點(diǎn)多、維修方便等，系統(tǒng)的質(zhì)量不僅能夠得到提高，同時(shí)在時(shí)間和人力方面也能夠大大節(jié)省，大系統(tǒng)中的不易修改和線路復(fù)雜的問題也能夠得到有效避免。PLC代替了機(jī)電控制，對(duì)控制自動(dòng)開關(guān)量的可靠性也有了顯著的提高，系統(tǒng)動(dòng)作也是由PLC使用中間繼電器來進(jìn)行控制的，設(shè)計(jì)上采用了順序控制器的公式，為了能夠盡可能保證設(shè)計(jì)規(guī)范，需要將順序控制器中的梯形圖進(jìn)行模擬仿真檢查。

2.1.2 PLC中模擬量的控制

PLC根據(jù)控制量的特征，控制系統(tǒng)便是通過組合功能模塊組裝而成的，從而能夠更加靈活的控制。高速計(jì)數(shù)模塊、I/O模塊、位置控制模塊、主機(jī)模塊等都是PLC系統(tǒng)中的重要模塊。要實(shí)現(xiàn)對(duì)過程的控制和儀表監(jiān)控就必須要使用到PLC中的模擬量控制模塊。工程控制系統(tǒng)的精度也通過PLC中模擬量控制而更為精確，它能夠嚴(yán)格控制熱處理的溫度，例如升溫、保溫、降溫等過程，熱處理過程之中的維護(hù)和控制設(shè)計(jì)也會(huì)因?yàn)镻LC模擬量控制更為方便快捷，實(shí)現(xiàn)了以往儀表控制系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)的控制。

2.1.3 PLC中位置的控制

位置控制在自動(dòng)工業(yè)化中占有重要地位。位置控制的方式實(shí)例也很多，例如工業(yè)生產(chǎn)中的搬運(yùn)定位控制、主軸精確分度控制等。PLC在控制步電機(jī)的時(shí)候發(fā)出脈沖，步電機(jī)的脈沖便能夠得到精確確定，使得位置控制能夠輕松實(shí)現(xiàn)。

2.1.4 PLC中系統(tǒng)集中的控制

除了自動(dòng)化控制，系統(tǒng)本身的控制也是PLC能夠輕松實(shí)現(xiàn)的，例如能夠控制監(jiān)測(cè)以及顯示出系統(tǒng)故障等。邏輯錯(cuò)誤的檢測(cè)和時(shí)限故障檢測(cè)的原理是控制系統(tǒng)在進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控時(shí)所依據(jù)和采用的原理。每個(gè)機(jī)床設(shè)備工步都需要一定時(shí)間來執(zhí)行工作循環(huán)中的任務(wù)，啟動(dòng)定時(shí)器可以設(shè)置在檢測(cè)工步的環(huán)節(jié)中，并且啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)或自動(dòng)停機(jī)信號(hào)都是用定時(shí)器的輸出信號(hào)來確定的。要注意動(dòng)作持續(xù)的時(shí)間稍短于定時(shí)器的啟動(dòng)時(shí)間。而一定的邏輯關(guān)系始終存在于電控系統(tǒng)的各個(gè)信號(hào)之間，因?yàn)檫@種邏輯關(guān)系在設(shè)備出現(xiàn)故障的時(shí)候就會(huì)被損壞掉，所以對(duì)故障的分析就需要使用已經(jīng)事先編寫好的邏輯判斷故障程序來進(jìn)行分析。

2.1.5 PLC中變頻調(diào)速的控制

能一起使用的是變頻器和PLC指令系統(tǒng)，使用過程中電機(jī)的調(diào)速和運(yùn)轉(zhuǎn)都能夠得到有效控制。將電壓平滑電路加到PWM和PLC輸出中，控制轉(zhuǎn)速就需要對(duì)PWM指令中的t數(shù)值進(jìn)行設(shè)置，而兩者也是成正比的，輸出電壓波紋也會(huì)受到大小不同的脈沖周期影響。

2.2 自動(dòng)工業(yè)化中應(yīng)用

PLC所存在的問題PLC中封閉的軟硬件體系是最大的缺點(diǎn)，造成多種不兼容的情況也是因?yàn)閷Ｓ玫耐ㄐ磐ǖ篮蛯Ｓ每偩€等方面出現(xiàn)問題。其中主要問題如下：①運(yùn)行中受到溫度的限制。0至55攝氏度是PLC適合工作的溫度，所以散熱要求是PLC在安裝過程中應(yīng)重點(diǎn)注意的，與其余發(fā)熱大的設(shè)備也要保持距離還要避免陽光直接照射。在環(huán)境溫度高于55攝氏度就需要采用制冷裝置和通風(fēng)裝置，使用裝置將PLC的工作溫度降到正常范圍，使得PLC能夠正常運(yùn)行。②運(yùn)行中受到濕度的限制。

為了PLC的元件能夠得到穩(wěn)定的保障就需要對(duì)濕度的控制一定要注意。環(huán)境水汽在一定程度上決定了元器件的絕緣性，必須要保持80%以下的相對(duì)空氣濕度。③運(yùn)行中對(duì)振動(dòng)的控制。振動(dòng)對(duì)于PLC在運(yùn)行時(shí)也有一定的要求，0至50Hz之間的振動(dòng)在PLC運(yùn)行過程中是一定要避免的，振動(dòng)危害在必要時(shí)應(yīng)該采取相應(yīng)的措施來減少。大容量、高速度、多品種是未來PLC在應(yīng)用中的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)會(huì)擁有更加豐富的智能模塊，多樣化、高級(jí)化也是編程語言未來的發(fā)展趨勢(shì)。今后，更加成熟和應(yīng)用更加廣泛的PLC也會(huì)相繼被應(yīng)用。

3 結(jié)束語

總而言之，當(dāng)前的PLC是作為一種控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，而應(yīng)用于當(dāng)前我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，其各項(xiàng)技術(shù)也會(huì)越來越成熟。但是，當(dāng)前我國(guó)的PLC控制裝置在我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用中，還是存在問題的。因此，PLC在工業(yè)自動(dòng)化的控制中，要進(jìn)一步提高其技術(shù)水平，使其適應(yīng)多樣工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李世發(fā).PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].信息通信，2011（04）.

[2]王起.論P(yáng)LC、單片機(jī)、工控機(jī)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用及選用方法[J].廣西輕工業(yè)，2011（01）.

[3]李銀娌.PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].科技資訊，2007（36）.

[4]羅勇.PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2012（11）：102-103.

[5]傅宇.PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用研究[J].機(jī)電信息，2012（03）：52-53.

[責(zé)任編輯：丁艷]