PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用分析

陳國(guó)鋒

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的逐步增長(zhǎng)，我國(guó)的工業(yè)發(fā)展展現(xiàn)出了較快的發(fā)展趨勢(shì)。在先進(jìn)的技術(shù)影響下，給工業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展帶來了諸多的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。由于自動(dòng)化技能與水平的逐步提升，在一定程度上替代了原有的手工作業(yè)，而在工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展過程中，PLC技術(shù)是其中的關(guān)鍵內(nèi)容。在PLC技術(shù)的作用下，可以較好地加快工業(yè)自動(dòng)化的轉(zhuǎn)型與前進(jìn)。同時(shí)，該技術(shù)還可以確保工業(yè)自動(dòng)化與精確化的發(fā)展，極大的提升工業(yè)生產(chǎn)效率。為此，本文從PLC技術(shù)的基本組成與優(yōu)勢(shì)以及PLC技術(shù)的工作原理入手，對(duì)PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用以及未來的發(fā)展展開探究。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化控制;PLC;優(yōu)勢(shì)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）14-0095-02

PLC的簡(jiǎn)稱為可編程控制器，被大量使用在自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)中。由于現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)技術(shù)在融合了傳輸、通信、信息等多種技術(shù)后，就構(gòu)成了PLC控制技術(shù)，它的性能、功能等得到了較大的增強(qiáng)，其使用的范圍也越來越廣。在PLC控制技術(shù)的相關(guān)領(lǐng)域，西門子PLC控制技術(shù)使用的非常廣泛，因?yàn)槠渚哂锌刂破靼踩詮?qiáng)、作用廣泛、功能較多等優(yōu)勢(shì)，因此可以極大的增強(qiáng)工業(yè)自動(dòng)化工作的質(zhì)量[1]。

1 PLC技術(shù)的基本組成與優(yōu)勢(shì)

PLC技術(shù)是一種在工業(yè)環(huán)境中特別使用的數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)，現(xiàn)在PLC的構(gòu)成大多是由顯示器、內(nèi)存、電源、帶有CPU的主板等結(jié)合而成的，并慢慢向著電子控制一體化、計(jì)算機(jī)、儀器等方面發(fā)展。隨著工業(yè)現(xiàn)代化控制理論的迅速發(fā)展，從而使得PLC在現(xiàn)場(chǎng)總線控制與集散控制等多個(gè)內(nèi)容中得到了大量的使用，目前PLC在輸入與輸出時(shí)，一般通過I/O模塊實(shí)現(xiàn)，在多樣的場(chǎng)景內(nèi)，I/O模塊的挑選與配置還是存在差異，PLC技術(shù)一般是在工業(yè)生產(chǎn)時(shí)會(huì)運(yùn)用到，是現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)控制中非常關(guān)鍵的內(nèi)容。因?yàn)樗哪K能夠隨機(jī)進(jìn)行組合控制，可以較好地確保整個(gè)技術(shù)的正常維護(hù)與使用，因此，能夠讓工業(yè)生產(chǎn)的效率大大增強(qiáng)，確保整個(gè)工業(yè)能夠較好地運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。

由于現(xiàn)在電氣技術(shù)與自動(dòng)化控制水平的增強(qiáng)，因此也促進(jìn)了PLC技術(shù)的發(fā)展，能夠較好地把PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)出來，讓其與最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，大量使用在工業(yè)控制內(nèi)。因?yàn)镻LC技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化控制中的運(yùn)用，提升了電氣裝置的智能化水平，并擁有反應(yīng)速度快、存儲(chǔ)量大的優(yōu)勢(shì)，在將來的工業(yè)控制中，PLC技術(shù)的使用會(huì)越來越多，能夠構(gòu)成多樣化的人機(jī)結(jié)合場(chǎng)景，提升交流通訊效果，能夠滿足多樣化電子裝置的自動(dòng)化控制需求，例如目前使用的西門子PLC，它的技術(shù)涵蓋了工業(yè)控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的全部?jī)?nèi)容，在大型PLC電氣設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)的構(gòu)建中，具有著十分關(guān)鍵的作用。并且PLC根據(jù)其網(wǎng)絡(luò)分布廣、智能化水平高、反應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì)，滿足電氣設(shè)備自動(dòng)化控制的所有內(nèi)容。

2 PLC技術(shù)的工作原理

2.1 輸入采樣過程

輸入采樣過程能夠說是PLC控制技術(shù)使用的重要過程。在現(xiàn)實(shí)的工作中，PLC會(huì)對(duì)全部輸入狀態(tài)與信息展開掃描，并把讀入信息與狀態(tài)存入到對(duì)應(yīng)的內(nèi)容中，當(dāng)進(jìn)行完輸入采用過程后，該技術(shù)就會(huì)自動(dòng)達(dá)到下一個(gè)執(zhí)行過程，但在過程中會(huì)對(duì)以上的信息展開刷新，它的作用是為了確保信息的準(zhǔn)確性與完整性。需要注意的是，在展開后續(xù)的工作后，這個(gè)狀態(tài)與信息是不會(huì)改變的，并且兩者間的運(yùn)作還會(huì)具有一定的差距，該差距需要在控制過程中才會(huì)穩(wěn)定，并不會(huì)再次出現(xiàn)改變[3]。

2.2 程序執(zhí)行過程

在達(dá)到該過程中時(shí)，PLC就會(huì)自動(dòng)對(duì)對(duì)應(yīng)的用戶程序展開綜合性的掃描，其一般是為了確保全部的程序都能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。在掃描的過程中，它會(huì)根據(jù)相關(guān)的順序與路線來進(jìn)行，而該路線是根據(jù)用戶程序的多個(gè)觸電形成的，并按照從左至右的順序來進(jìn)行，進(jìn)而獲得準(zhǔn)確的運(yùn)行結(jié)果。要引起注意的是，該過程所獲得的運(yùn)算結(jié)果還需要和采樣過程的存儲(chǔ)信息與狀態(tài)展開對(duì)比，當(dāng)著兩者的狀態(tài)一樣時(shí)才可以進(jìn)行之后的工作。

2.3 輸出刷新過程

在上面兩個(gè)過程執(zhí)行完成后就能夠進(jìn)行輸出刷新。也就是前面兩個(gè)過程印象區(qū)中的存儲(chǔ)狀態(tài)和信息狀態(tài)，該過程需要展開刷新。同時(shí)，當(dāng)輸入的控制電路驅(qū)動(dòng)達(dá)到外圍裝置并完成詳細(xì)的運(yùn)作等內(nèi)容后，它才可以說是完成整個(gè)PLC控制技術(shù)的運(yùn)行。

3 工業(yè)自動(dòng)化中通過PLC控制技術(shù)的注意內(nèi)容

3.1 電源干擾方面

在工業(yè)自動(dòng)化的過程中，PLC的電源抗干擾作用較差，從而對(duì)工業(yè)自動(dòng)化造成一定的負(fù)面作用。在影響PLC電源抗干擾水平的內(nèi)容中波紋是非常關(guān)鍵的因素，在波紋的作用下，PLC的信號(hào)接收干擾性會(huì)大大提升。在這種情況下，能夠在工業(yè)生產(chǎn)中，添加隔離變壓器，通過變壓器的隔離效果，減少信號(hào)與設(shè)備之間的作用，進(jìn)而確保電氣自動(dòng)化的有效運(yùn)行。

3.2 濕度方面

PLC對(duì)環(huán)境的相對(duì)濕度要求要保持在85%之中。在確保濕度時(shí)，還需要關(guān)注到整個(gè)環(huán)境的清潔效果，要對(duì)粉塵的含量予以控制，只有這兩個(gè)指標(biāo)達(dá)到了對(duì)應(yīng)的要求，才可以讓PLC擁有更好的絕緣性，從而防止出現(xiàn)氣體及粉塵爆炸等情況。

3.3 溫度方面

把PLC控制技術(shù)使用在工業(yè)自動(dòng)化中，就要對(duì)PLC的溫度予以關(guān)注，要通過控制環(huán)境讓溫度保持在0至50℃之間。在設(shè)計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，一方面要注重元件的放置位置，要讓PLC的區(qū)域盡量與發(fā)熱較大的設(shè)備保持距離;另一方面，在PLC附近，也一定要禁止使用發(fā)熱量較大的元器件，并保證所在的區(qū)域或者結(jié)構(gòu)的散熱性與通風(fēng)性較好。除此之外，PLC一樣無法安裝到溫度很低的環(huán)境內(nèi)，如果難以避免，就必須做好對(duì)應(yīng)的保暖措施[4]。

4 PLC在工業(yè)電子自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

4.1 控制數(shù)據(jù)處理

目前的PLC控制技術(shù)可以進(jìn)行信息排序、數(shù)據(jù)計(jì)算、信息傳送等操作，PLC控制下的信息處理能力會(huì)隨著系統(tǒng)的中央處理器改善而越來越強(qiáng)。所以對(duì)計(jì)算有著較高要求的行業(yè)就需要大量使用到PLC控制技術(shù)，例如規(guī)律分析、工業(yè)勘察等。從本質(zhì)上進(jìn)行分析，PLC控制的信息處理主要是信息的分析、對(duì)比、存儲(chǔ)等內(nèi)容，比如在展開某個(gè)測(cè)量?jī)?nèi)容時(shí)，通過設(shè)備獲取了200個(gè)數(shù)據(jù)，利用人工進(jìn)行計(jì)算則可能存在錯(cuò)誤，并且耗時(shí)耗工。而使用PLC技術(shù)進(jìn)行控制操作，所有信息的分析、存儲(chǔ)、收集等都是同時(shí)開展的，在進(jìn)行全部信息的收集后，平均值、最低值、最高值等也可以同時(shí)獲得，工作人員只需要展開分析。

4.2 模擬量控制

PLC控制技術(shù)可以按照多種生產(chǎn)要求的多樣化機(jī)械特點(diǎn)來構(gòu)建出對(duì)應(yīng)的功能模塊系統(tǒng)，從而形成健全的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制網(wǎng)絡(luò)，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)展開合理的控制。PLC控制技術(shù)要組成的模塊系統(tǒng)需要擁有I/O模塊、開關(guān)模塊、位置控制模塊、中央控制器模塊、通信模塊等，PLC控制技術(shù)利用對(duì)中央處理器展開控制來得到對(duì)其余模塊的控制，從而進(jìn)行有效的生產(chǎn)。除此之外，PLC控制技術(shù)能夠利用掌控模擬量，從而增強(qiáng)生產(chǎn)過程中的便捷性與精準(zhǔn)度，進(jìn)而確保生產(chǎn)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)[5]。

4.3 位置控制

PLC控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)位置的控制有著很高的要求。工業(yè)生產(chǎn)，特別是某些需求進(jìn)行精準(zhǔn)加工的行業(yè)，對(duì)生產(chǎn)時(shí)生產(chǎn)機(jī)械的區(qū)域、生產(chǎn)線上的產(chǎn)品、出現(xiàn)在對(duì)應(yīng)區(qū)域的時(shí)間都需要確保精準(zhǔn)無誤。PLC控制技術(shù)的位置控制就可以滿足這一要求，順序控制器利用中央處理器明確的程序來展開掌控，工作者在確保設(shè)定準(zhǔn)確無誤后就能夠進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)，PLC控制技術(shù)具有較高的可靠性，很少會(huì)出現(xiàn)問題。

4.4 開關(guān)量控制

在進(jìn)行工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)時(shí)，PLC控制技術(shù)最為根本的技術(shù)就是掌控生產(chǎn)設(shè)備的開關(guān)量，但也是使用更多的內(nèi)容。PLC控制技術(shù)擁有其特殊的邏輯程序，它控制的開關(guān)量是按照對(duì)應(yīng)的控制邏輯來展開運(yùn)作的。PLC控制技術(shù)利用該邏輯編程控制，可以掌控生產(chǎn)線上的全部生產(chǎn)機(jī)械，讓其根據(jù)對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)順序展開運(yùn)作，從而高效、安全、精密的進(jìn)行工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)。

4.5 系統(tǒng)集中控制

PLC控制技術(shù)依賴于中央處理器，它可以綜合性的管理所有的數(shù)字化運(yùn)算電子系統(tǒng)，利用對(duì)系統(tǒng)的綜合性掌控，從而對(duì)所有的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)進(jìn)行控制，達(dá)到生產(chǎn)要求。PLC控制技術(shù)的集中控制一般是在邏輯編程實(shí)現(xiàn)的過程中進(jìn)行的，如果邏輯出現(xiàn)了問題，PLC控制系統(tǒng)就可以快速尋找到問題，并及時(shí)地予以解決，讓損失減少到最少。PLC控制系統(tǒng)會(huì)在生產(chǎn)時(shí)對(duì)生產(chǎn)線上的信息予以檢測(cè)，從設(shè)備進(jìn)行工作開始，生產(chǎn)中的每個(gè)位置、間隔的時(shí)間、每個(gè)步驟等都會(huì)被PLC控制系統(tǒng)集中控制。PLC利用對(duì)生產(chǎn)裝置的數(shù)據(jù)采集，并輸送到中央處理器中，讓處理器按照編程邏輯對(duì)數(shù)據(jù)展開相關(guān)的處理，并輸出處理結(jié)果，輸送到相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備中，設(shè)備執(zhí)行對(duì)應(yīng)的內(nèi)容，完成生產(chǎn)要求[6]。

5 PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的發(fā)展

5.1 PLC系統(tǒng)豐富化

隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，從而使得我國(guó)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)有了質(zhì)的提升。但是PLC系統(tǒng)所具有的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也會(huì)大大提升，但是PLC系統(tǒng)如果要得到長(zhǎng)足的發(fā)展，就一定要根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況來予以完善與優(yōu)化，也就是對(duì)結(jié)果、設(shè)計(jì)思想、功能等展開創(chuàng)新，如此才能夠占領(lǐng)廣闊的市場(chǎng)空間，并在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。

5.2 系統(tǒng)升級(jí)

社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展會(huì)使得我國(guó)的每個(gè)行業(yè)都出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的改變，而信息行業(yè)也會(huì)變?yōu)椴豢苫蛉钡膬?nèi)容，在該背景中，具有較快的運(yùn)行速度、容量大、價(jià)格低等就會(huì)成為一定需要的特點(diǎn)。但，對(duì)PLC系統(tǒng)展開創(chuàng)新與升級(jí)也是十分關(guān)鍵的，所以只有逐步增強(qiáng)系統(tǒng)性能，才可以滿足社會(huì)時(shí)代的飛速發(fā)展，進(jìn)而符合新時(shí)期人們的發(fā)展要求。例如我國(guó)目前的PLC系統(tǒng)已經(jīng)能夠滿足大部分系統(tǒng)，并具有很好的兼容性。

5.3 編程語(yǔ)言優(yōu)化

無論是較小的PLC系統(tǒng)還是中型PLC系統(tǒng)，它的編程語(yǔ)言都是較為統(tǒng)一的，也就是為梯形圖語(yǔ)言。但由于計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，PLC系統(tǒng)的編程語(yǔ)言也在之前的基礎(chǔ)上也有了多種改變，并向著多樣化與邊界化的方向發(fā)展。能夠預(yù)見，用不了多久，BASIC及C語(yǔ)言都會(huì)成為下個(gè)發(fā)展階段。

6 結(jié)語(yǔ)

由此可見，在工業(yè)化進(jìn)程逐步加快的影響下，原有的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)難以滿足新時(shí)期公司與生產(chǎn)的要求。在該背景中，就需要科學(xué)的使用PLC控制技術(shù)。對(duì)應(yīng)的機(jī)構(gòu)需要整合及優(yōu)化自動(dòng)化的發(fā)展技術(shù)，并對(duì)其展開完善與創(chuàng)新。PLC控制技術(shù)在目前的形勢(shì)中得到了大量的使用，它可以較好地滿足質(zhì)量的需求，有著極佳的生產(chǎn)效率。如此，就可以更好地為我國(guó)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，讓工業(yè)自動(dòng)化得到長(zhǎng)足的進(jìn)步。

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