PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的優(yōu)化應(yīng)用策略

夏朝陽(yáng)

摘 要：在工業(yè)自動(dòng)化建設(shè)持續(xù)推進(jìn)的背景下，PLC控制技術(shù)作為專門用于工業(yè)環(huán)境下自動(dòng)化控制的數(shù)字運(yùn)算電子操作系統(tǒng)，近年來(lái)雖然在各種工業(yè)控制系統(tǒng)、控制裝置中得到了廣泛應(yīng)用，但從實(shí)際應(yīng)用效果上來(lái)看，其相關(guān)應(yīng)用卻仍然存在著明顯不足?；诖?，本文結(jié)合我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)當(dāng)前PLC控制技術(shù)應(yīng)用存在的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行了分析，同時(shí)為PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的優(yōu)化應(yīng)用提出了一些建議，希望能夠?qū)I(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制水平的提升有所促進(jìn)。

關(guān)鍵詞：PLC控制技術(shù);工業(yè)自動(dòng)化

引言：從我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用雖然能夠有效提高各種工業(yè)機(jī)械設(shè)備的控制精度、控制效率，擴(kuò)大系統(tǒng)控制范圍，同時(shí)保證整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的可靠性、編程靈活性，但在應(yīng)用過(guò)程中，卻比較容易受外界因素的干擾，如果在未能充分考慮到這方面問(wèn)題，那么其實(shí)際應(yīng)用效果就會(huì)大打折扣，而對(duì)于PLC控制技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題及優(yōu)化策略的研究，自然也是十分必要的。

一、PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用的常見(jiàn)問(wèn)題

（一）運(yùn)行環(huán)境相對(duì)惡劣

PLC（可編程控制器）雖然具有著比較良好的抗干擾性能，能夠在特殊環(huán)境下保持正常運(yùn)行狀態(tài)，但由于工業(yè)環(huán)境十分復(fù)雜，很多PLC都會(huì)被設(shè)置于運(yùn)行環(huán)境比較惡劣的區(qū)域，因此在PLC控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，其應(yīng)用效果仍然可能會(huì)受到運(yùn)行環(huán)境的直接影響，出現(xiàn)PLC意外損壞、故障頻發(fā)等情況。例如在溫濕度方面，PLC的運(yùn)行環(huán)境通常應(yīng)保證溫度在0-55℃之間，空氣濕度則應(yīng)控制在85%之下，如果其實(shí)際運(yùn)行環(huán)境達(dá)不到這一要求，且未能采取相應(yīng)的防護(hù)措施，那么PLC就很可能會(huì)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)線路燒毀、進(jìn)水短路等故障。而將PLC直接安裝在振動(dòng)源的周邊，那么在振動(dòng)較大的情況下，則可能會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部線路接觸不良、成PLC與接觸器觸點(diǎn)瞬間抖動(dòng)失電等故障情況[1]。

（二）現(xiàn)場(chǎng)干擾源較多

在工業(yè)環(huán)境下，無(wú)論是強(qiáng)電電路還是各種電氣設(shè)備，都會(huì)可能會(huì)成為電流、電壓劇烈變化的干擾源，而在所處運(yùn)行環(huán)境干擾源較多的情況下，PLC的運(yùn)行可靠性也會(huì)受到直接影響。例如在使用電網(wǎng)為PLC系統(tǒng)進(jìn)行正常供電時(shí)，如果出現(xiàn)開(kāi)關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停等電網(wǎng)內(nèi)部變化，那么因此產(chǎn)生的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊就會(huì)通過(guò)輸電線路傳輸至PLC電源，并使PLC系統(tǒng)受到不同程度的電源干擾。而在與PLC控制系統(tǒng)連接的信號(hào)傳輸線受到外部感應(yīng)干擾時(shí)，則可能會(huì)導(dǎo)致I/O信號(hào)工作異?；蛳到y(tǒng)測(cè)量精度降低，嚴(yán)重的甚至還會(huì)使PLC系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)、誤動(dòng)、內(nèi)部元件損壞等故障。

（三）故障檢修難度較大

一般來(lái)說(shuō)，由于PLC本身具有著可靠性高的特點(diǎn)，因此無(wú)論是CPU等各類硬件，還是相關(guān)軟件系統(tǒng)，基本都不會(huì)出現(xiàn)故障，但在部分特殊情況下，一旦PLC出現(xiàn)了故障問(wèn)題，那么其檢修難度也同樣是非常大的。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)看，PLC系統(tǒng)通常會(huì)有上下錯(cuò)開(kāi)的兩排輸入輸出繼電器接線端子構(gòu)成，同時(shí)還會(huì)設(shè)有與接線端子對(duì)應(yīng)的指示燈及PLC編號(hào)，在可能故障隱患較多的情況下，如果維修人員對(duì)PLC原理圖不夠了解，那么在PLC系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，就只能通過(guò)全面檢測(cè)來(lái)進(jìn)行故障排查，這樣的檢修方式不僅存在著故障查找速度過(guò)慢的問(wèn)題，同時(shí)還可能會(huì)忽略部分細(xì)節(jié)故障問(wèn)題，影響故障判斷的準(zhǔn)確性[2]。

二、PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)化策略

（一）加強(qiáng)PLC運(yùn)行防護(hù)

在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境下，要想保證PLC系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性，充分發(fā)揮出PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)方面的優(yōu)勢(shì)，就必須要加強(qiáng)對(duì)PLC的運(yùn)行防護(hù)，根據(jù)其運(yùn)行環(huán)境的實(shí)際特點(diǎn)來(lái)采取各種運(yùn)行防護(hù)措施，以降低特殊運(yùn)行環(huán)境對(duì)PLC正常運(yùn)行的影響。例如在運(yùn)行環(huán)境溫度較高的情況下，應(yīng)盡量將PLC安裝在空間寬敞、通風(fēng)散熱良好的區(qū)域，并為其加裝散熱器，如運(yùn)行環(huán)境溫度較低，則應(yīng)在PLC外部安裝保溫裝置或加裝保溫層，在溫度變化較大的運(yùn)行環(huán)境下，還要建立溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，一旦溫度高于55℃或低于0℃，則應(yīng)立即向管理人員發(fā)出警報(bào)，提醒其采取溫度控制措施[3]。而在空氣濕度較高的運(yùn)行環(huán)境下，則需要對(duì)PLC內(nèi)部或與PLC相連接的線路進(jìn)行絕緣處理，并對(duì)PLC外部進(jìn)行密封，以免攜帶水分較多的空氣進(jìn)入到PLC內(nèi)部，使PLC出現(xiàn)進(jìn)水短路等故障。此外，如PLC安裝區(qū)域無(wú)法避開(kāi)震動(dòng)源，則必須要在安裝PLC時(shí)為其涂抹減震膠，或是采取其他有效減震措施，這樣才能夠避免PLC因振動(dòng)受損。

（二）落實(shí)抗干擾處理措施

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾源較多，對(duì)PLC所造成的干擾類型也十分多樣，要想保證PLC控制技術(shù)應(yīng)用的有效性，對(duì)于各種抗干擾措施的落實(shí)顯然是十分必要的。例如為避免電路接地點(diǎn)連接時(shí)出現(xiàn)異常電流，應(yīng)盡量采用一點(diǎn)接地的方式對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行接地處理，以提高其抗共模干擾能力;而為了避免外界信號(hào)對(duì)模擬量信號(hào)的干擾，則需要將與PLC系統(tǒng)連接的信號(hào)線更換為雙層屏蔽電纜[4]。同時(shí)，由于PLC的傳輸信號(hào)可分為交流信號(hào)、直流信號(hào)、模擬信號(hào)等幾種，因此必須要針對(duì)不同信號(hào)的傳輸需求來(lái)設(shè)置單獨(dú)的信號(hào)電纜，并將信號(hào)電纜與動(dòng)力電纜完全分開(kāi)，以免因多個(gè)信號(hào)通過(guò)同一根電纜傳輸而出現(xiàn)互相影響的情況。如電纜分開(kāi)后仍有信號(hào)傳輸線路受到干擾，則應(yīng)采用屏蔽電纜重新進(jìn)行敷設(shè)，并在編程時(shí)間抗干擾濾波代碼添加到程序之中。

（三）重視系統(tǒng)故障檢修

在PLC控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，由于工業(yè)生產(chǎn)基本都需要長(zhǎng)期持續(xù)展開(kāi)，而PLC系統(tǒng)也同樣需要保持長(zhǎng)期運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障就必須要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成有效檢修，因此對(duì)PLC系統(tǒng)的故障檢修工作，必須要提起足夠的重視，即便PLC的可靠性較高，故障發(fā)生率普遍較低，也同樣需要對(duì)PLC的運(yùn)行狀況、控制精準(zhǔn)度展開(kāi)全面檢測(cè)，并對(duì)系統(tǒng)故障檢修方法加以創(chuàng)新。例如在安裝PLC之前，可根據(jù)其原理圖來(lái)繪制表格，將輸入輸出端子編號(hào)與丟應(yīng)電氣符號(hào)、中文名稱明確標(biāo)注出來(lái)，為電氣故障檢修工作提供指導(dǎo)。而對(duì)于運(yùn)用語(yǔ)言表編寫程序的PLC，則閱讀梯形圖來(lái)熟悉設(shè)備工藝與操作過(guò)程，并在PLC出現(xiàn)電氣故障后采用反推法來(lái)進(jìn)行故障診斷，根據(jù)輸入輸出對(duì)應(yīng)表及故障點(diǎn)來(lái)找出與之相對(duì)應(yīng)的輸出繼電器，并對(duì)滿足其動(dòng)作的邏輯關(guān)系進(jìn)行查詢，最終據(jù)此確定具體的故障原因。

結(jié)束語(yǔ)：總而言之，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用雖然存在著很多問(wèn)題，如運(yùn)行環(huán)境、電磁干擾、故障維修等各方面因素，都會(huì)對(duì)PLC控制系統(tǒng)的實(shí)際控制效果產(chǎn)生直接影響，但只要能夠做好各種運(yùn)行防護(hù)與抗干擾處理工作，同時(shí)重視對(duì)故障維修的前期準(zhǔn)備與維修方法創(chuàng)新，其PLC控制技術(shù)的應(yīng)用效果仍然是能夠得到保證的。

參考文獻(xiàn)：

[1]林歡.工業(yè)自動(dòng)化儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用研究[J].綠色環(huán)保建材，2020，（11）：169-170.

[2]李業(yè)剛.基于PLC控制的工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)研究[J].山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，37（02）：39-40.

[3]袁瑋.淺談PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2016，（08）：94.

[4]張維東.工業(yè)自動(dòng)化控制中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用路徑思考[J].科技與創(chuàng)新，2015，（16）：138.

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