應用電子技術中可編程控制器的應用研究

張筱綺

（山東信息職業(yè)技術學院，山東 濰坊 261061）

引言

21世紀是科學技術時代，隨著科學技術的日新月異，尤其是計算機信息技術的發(fā)展，給人們的生產、生活帶來了極大的變化。應用電子技術是在模擬電子技術、數字電子技術上形成的一種全新的現代化電子技術專業(yè)，其被廣泛應用于我國各個領域中，如智能產品研發(fā)、通信設備維護等。在應用電子技術中，可編程控制器的應用十分廣泛，其在工業(yè)領域有著極為重要的作用，必須對其進行全面研究，旨在有效利用可編程控制器的功能，使之在應用電子技術中起到較好的應用效果。

1 可編程控制器的相關內容

1.1 可編程控制器的概念

可編程控制器，簡稱為PLC，其是一種電子系統(tǒng)，由數字運算操作，可在工業(yè)環(huán)境下有效應用?？删幊炭刂破髦兴捎玫膬Υ嫫髂軌蚓幹瞥绦?，可執(zhí)行一定的操作指令，如儲存邏輯運算、順序控制、定時、計數等指令，通過數字，或是模擬的輸入、輸出接口，能夠對各種機械設備的運行，以及生產過程中進行有效的把控?？删幊炭刂破鞯膽?，離不開電器控制技術、計算機計數的支持，其融入了自動化技術、通信技術等，是應用最為廣泛的工業(yè)裝置之一。PLC具有較好的實用性，在操作上較為簡便，體積偏小，不需要耗費較大的能量，有著強大的抗干擾性，硬件配套方面也較為齊全[1]。

1.2 可編制控制器的組成

從結合形式上來劃分，可編制控制器分為不同的類型，如固定型、基本單元擴展型、分布型和模塊型等?？删幊炭刂破饔扇齻€部分組成：第一部分是CPU，指的是最為核心的中央處理單元，其直接影響可編程控制器的運行?？删幊炭刂破鞯某绦蚬δ埽衫肅PU來執(zhí)行，額準確分析儲存器、輸入輸出端口、電路等功能的問題。如是可編程控制器系統(tǒng)較為復雜，那么可能需要兩個及以上的CPU來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。第二部分是儲存器。這部分的作用，是將儲存對象進行形式劃分，常見的由數據儲存器、用戶程序儲存器、系統(tǒng)程序儲存器等。第三部分是輸出輸入端口。這部分的作用在于轉換端口所接收到的信號，并將其傳送至可編程控制器中[2]。

1.3 可編程控制器的特點

可編程控制器主要具有以下特點：一是編程較為簡單。在使用可編程控制器的時候，其編程較為簡單，梯形圖形語言技術并不難學，編程難度不大?？芍苯永锰菪螆D形語言，來構成繼電器，使之組成可編程控制器。繼電器的技術具有一定的復雜性，再組成可編程控制器后，得以簡化，在操作上更加便捷。二是有利于進行有效的維護，方便使用。通常來說，在使用可編程控制器的時候，需要按照相關標準來生產和安裝相關硬件，通過簡單的程序便攜便可以完成安裝工作，無需接線、焊接。應用可編程控制器的時候，其節(jié)點和使用次數并不會相互影響，有著一定的開放性，不會影響控制器內部器件，僅需要合理安排輸入點、輸出點，便能取得較好的應用效果。與此同時，可通過監(jiān)控提示，來實施針對性的可編程控制器維護工作，工作人員需要實時監(jiān)測可編程控制器的運行狀況，保障其運行的可靠性。三是可編程控制器的運行具有一定的穩(wěn)定性。PLC被廣泛應用于工業(yè)生產中，所選擇的可編程控制器內部元件具有一定的抗干擾性，能夠在惡劣的環(huán)境下運行，依然保持著自身的性能。在設計可編程控制器的時候，所選擇的器件具有先進性，能夠給可編程控制器的穩(wěn)定運行奠定扎實基礎。四是可編程控制器具有較強的通用型[3]。不同廠家中所生產的可編程控制器產品類型有所不同，用戶可以根據實際需求來選擇適宜類型的可編程控制器。但在實際選購過程中，大多數用戶都會選擇通用性強，無過多附加裝置的可編程控制器，這也就表明廠家可以進行通用型可編程控制器生產工作，也可以使用同一種方式來進行維護，這降低了廠家的生產成本，可為其帶來更多的經濟效益。

1.4 可編程控制器的工作原理

在運行可編程控制器的時候，要根據系統(tǒng)軟件的控制指令，來開展循環(huán)性工作。先要在工業(yè)領域中，利用計算機控制系統(tǒng)的接口，來應用可編程控制器，使用其內部的中央處理器將輸入端的實際情況進行掃描，把影響工業(yè)生產的相關環(huán)境參數、指標采集至儲存器中。中央處理器會根據用戶編輯好的程序，按照順序來執(zhí)行指令，實施有效的邏輯運算，得到的結果會輸送至鎖存器，再進行外部輸出，可控制編程器繼續(xù)進行下一個周期的工作，執(zhí)行編制好的程序。

1.5 可編程控制器的安裝

在安裝可編程控制器的時候，要注意以下幾點：一是不可將其安裝在溫度保持在0～50℃范圍的環(huán)境內；二是安裝場所不可是相對濕度達到85%，或是出現露水凝聚的區(qū)域；三是所安裝的可編程控制器要避免太陽光的直線照射；四是不可將可編程控制器安裝在有腐蝕、易燃氣體存在的場所。為確保可編程控制器的正常運行，應當將其安裝在足夠通風的區(qū)域，需要使用保護殼來加以維護，以免出現損傷。需盡量遠離高壓電源線、高壓設備，留出一定的距離，以免可編程控制器受到其他設備的干擾[4]。

2 應用電子技術中可編程控制器的作用

2.1 有利于提高自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性

應用電子技術中，可編程控制器的發(fā)展，起到了良好的作用，保障了自動化系統(tǒng)的屋內定型。主要體現在以下方面：一是在工業(yè)生產過程中，可編程控制器能夠實施全面的監(jiān)督管理工作，有利于保障產品質量，使之更加安全，并在此基礎上促進了產品恒產效率的額提升。通過使用可編程控制器，能夠獲取生產過程中的實時數據，并對采集到的數據進行科學的分析、統(tǒng)計，基于結果來優(yōu)化生產計劃，從而實現企業(yè)經濟效益最大化，在一定程度上降低成本。二是隨著電子系統(tǒng)信息的發(fā)展，其能夠有效監(jiān)控電力系統(tǒng)的實際運行情況，發(fā)現監(jiān)測系統(tǒng)的運行風險，通過監(jiān)控關鍵數據來全面把控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如若系統(tǒng)出現故障，則能夠在短時間內找到故障原因，采取針對性措施來加以解決，降低損失該裝置?？捎行ЬS護人力資源，給企業(yè)帶來較大的效益[5]。

2.2 有利于提高生產效率

在應用電子技術中，使用可編程控制器，有利于保障企業(yè)生產系統(tǒng)的正常運行，把控好生產過程中的每一個環(huán)節(jié)，無需過多人員來加強管理，便能夠利用自動化系統(tǒng)來管控整個生產流程，這有利于提升企業(yè)的自動化水平，充分發(fā)揮智能化設備的功能。比如說在自動化控制系統(tǒng)運行過程中，可以利用可編程控制器來遠程把控每一個環(huán)節(jié)，控制執(zhí)行器來掌握系統(tǒng)的實時運行情況，有利于提升生產效率，加強對自動化系統(tǒng)的維護。與此同時，應用電子信息，合理使用終端控制軟件，能夠及時發(fā)現生產中的問題，并予以有效解決。

2.3 有利于監(jiān)督管控系統(tǒng)的運行情況

使用可編程控制器，能夠對整個系統(tǒng)運行狀態(tài)，實施全面的監(jiān)督控制工作，可監(jiān)測到各項參數的變化。基于此，在安裝自動化設備的時候，需要將設備控制點合理分布于系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)中，以有效監(jiān)控整個運行過程。為保障自動化設備的正常運行，需要安裝適宜的配電設備，這一過程據具有一定的復雜性，應當根據實際情況來制定水源的安裝計劃，計算合理的額功率，保證系統(tǒng)的安全運行，確保自動化設備在停電情況下也能夠使用，減少企業(yè)損失[6]。

2.4 有利于優(yōu)化設計

可編程控制器的應用，是跨學科的體驗，其不僅涉及到自動化、電氣等方面的知識，也涵蓋著機械、計算機等學科的知識，這給相關設計、生產人員的工作帶來了一定的挑戰(zhàn)。為了滿足實際發(fā)展需求，提高自動化系統(tǒng)的運行效率，必須優(yōu)化設計可編程控制系統(tǒng)，避免其出現設計錯誤，提高可編程控制器的應用效果。

3 可編程控制器的應用案例

在應用電子技術領域，應用可編程控制器，主要是在工業(yè)控制系統(tǒng)設計方面。比如說，在設計西門子S7-200的時候，要選擇適宜類型的可編程控制器來進行安裝，以便于實現工業(yè)的自動供料。在可編程控制器接線環(huán)節(jié)，需基于不同的情況來進行相應的設置。當繼電器輸出為6，電源是兩百伏交流電的時候，要科學設置物料有無檢測、物料臺物料檢測等，與此同時還要在輸出端，安裝堆料電磁閘機?？衫密浖幊碳夹g，來執(zhí)行啟動、停止這兩種信號，以便于本地控制可編程控制器。有效把控兩種信號，能同時儲存相關數據信號，并使之進入到緩沖區(qū)，再由子程序來發(fā)送信號，調整各個單元模塊的實際工作情況。

4 應用電子技術中可編程控制器的應用趨勢

4.1 深度網絡化發(fā)展

在應用電子技術中，應用可編程控制器，有利于提高自動化設備的性能，可實時監(jiān)控所有的生產連接。對可編程控制器的深度研究，以及深度開發(fā)自動化設備，是當下經濟發(fā)展的必然要求。尤其是在互聯網技術高速發(fā)展，人工智能技術水平不斷地提升的情況下，需要使用更具智能性的傳感器。通過可編程控制器，可以全面把控整個系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)，一旦發(fā)現錯誤，便可以及時利用可編程控制器來進行處理。而這一切都需要網絡的支持，因此為了推動可編程控制器的長遠發(fā)展，需要走網絡化發(fā)展道路，使可編程控制器覆蓋于整個系統(tǒng)中，充分發(fā)揮自動化設備的功能，全面把控各項數據。

4.2 遵循綠色發(fā)展原則

近年來，人們的環(huán)境保護意識已經越來越強烈，要求在發(fā)展經濟，推動工業(yè)、電力等行業(yè)發(fā)展的同時，避免對環(huán)境造成嚴重破壞，不再以環(huán)境為代價來促進經濟的增長。當前我國能源行業(yè)中，部分污染必不可少，但通過人工智能技術水平的不斷提升，可充分利用可編程控制器，來把控污染參數進行合理的規(guī)劃和設計，以貫徹落實可持續(xù)發(fā)展觀。比如說，建設智能變電站，利用反饋技術可了解二氧化碳等有害氣體的排放量，要求工業(yè)生產中將有害氣體的排放量控制在允許范圍內，以免造成不可修復的大氣污染?？删幊炭刂破髟谌蘸蟮陌l(fā)展過程中，需要充分遵循綠色發(fā)展原則，全面考慮生態(tài)環(huán)境保護內容，以促進人與自然的和諧發(fā)展。

4.3 實施模塊化發(fā)展，拓展廣度

應用電子技術中可編程控制器的應用，將直接走向規(guī)模化，各個行業(yè)之間能夠進行有效的融合，這可縮短可編程控制器的研發(fā)周期，提高企業(yè)的生產率。過去，部分企業(yè)在生產和運行的過程中，由于材料、設備運行并不統(tǒng)一，企業(yè)和企業(yè)之間沒有關聯性，導致其所需要的接口不一樣，這就需要設計不同接口的可編程控制器，才能滿足各類需求，難以進行大規(guī)模的發(fā)展。但隨著行業(yè)、企業(yè)之間愈發(fā)緊密，可編程控制器也應當逐漸走向規(guī)?；l(fā)展，統(tǒng)一接口，實現資源共享，這也有利于減少企業(yè)的生產成本，提高運營效率。

4.4 朝著高精尖方向發(fā)展

可編程控制器在未來的發(fā)展過程中，將隨著高精尖領域持續(xù)發(fā)展，其能夠通過精準的數控系統(tǒng)來提高可編程控制器的效率，使之把控好復雜運動，在操作上更具靈活性，便于操作。與此同時，在研發(fā)可控制編程器的過程中，還應當不斷地優(yōu)化其中硬件、軟件，基于不同電子技術環(huán)境設計相應的硬件結構。軟件方面則應當開放可編程控制系統(tǒng)，加強不同系統(tǒng)之間的交互性，從而實現可編程控制器的智能化。

5 結語

應當加強對可編程控制器的研究，要充分發(fā)揮其在應用電子技術的中的作用。需明確可編程控制器的基礎知識，了解其分類、工作原理、作用和特點，基于當前可編程控制器的實際應用，來預測其未來的應用趨勢，為可編程控制器的發(fā)展提供重要的指導方向，逐步提高工業(yè)自動化水平，有效應用自動化系統(tǒng)，從而提高企業(yè)的生產效率。