工業(yè)自動(dòng)化中PLC控制技術(shù)的應(yīng)用

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摘要:隨著我國科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC控制技術(shù)得到了長足的進(jìn)步。PLC控制技術(shù)有著水平較高、應(yīng)用范圍廣泛、特性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，尤其在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文闡述了plc控制技術(shù)的相關(guān)概念，分析了PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)處理、控制工業(yè)過程、模擬量和集中控制、控制開關(guān)數(shù)量、控制自動(dòng)化等方面，整理了PLC技術(shù)應(yīng)用需要注意溫濕度控制、防震動(dòng)和干擾等的事項(xiàng)，具有一定的理論價(jià)值。

關(guān)鍵詞:PLC控制技術(shù);工業(yè)自動(dòng)化;注意的事項(xiàng)

1PLC控制技術(shù)的相關(guān)概念

(1)定義。PLC控制技術(shù)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自控技術(shù)、微電子技術(shù)以及通信技術(shù)融入順序控制器而成的新一代工業(yè)控制裝置。PLC控制技術(shù)有著可靠性比較強(qiáng)、通用性比較強(qiáng)、適用范圍較廣、便于使用、抗干擾水平較高、容易編程等特征。該技術(shù)能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的計(jì)數(shù)、記時(shí)、繼電器等順序控制功能，搭建起來柔性的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。(2)工作方式。PLC控制技術(shù)主要是使用循環(huán)的掃描工作方式，其中，部分大中型PLC中增加了中斷功能。用戶完成程序調(diào)試之后，使用編輯器在存儲(chǔ)器中編輯程序并保存，并且把現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)和被控制的執(zhí)行元件連接在輸入模塊的輸入端和輸出模塊的輸出端，然后點(diǎn)擊程序運(yùn)行，最后在PLC系統(tǒng)中根據(jù)客戶的需求完成后續(xù)的工作。在PLC系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，基本是通過六大模塊來實(shí)現(xiàn)。(3)PLC系統(tǒng)組成。PLC系統(tǒng)主要包括電源組件、微處理器CPU以及存儲(chǔ)器組件、輸入和輸出組件等，詳細(xì)如下:①電源組件。電源組件是每一個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行所必需的?？梢蕴峁㏄LC系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行需要的電源，能夠把外部電源轉(zhuǎn)化為適合PLC系統(tǒng)正常運(yùn)行所需的電源。②微處理器CPU以及存儲(chǔ)器組件。要想讓PLC系統(tǒng)正常運(yùn)行，處理器CPU是必不可少的。目前市場(chǎng)上CPU的種類紛繁復(fù)雜，樣式比較多。有的是標(biāo)準(zhǔn)芯片，有的是專用芯片(能夠進(jìn)行編程)。存儲(chǔ)器也是必不可少的，主要有ROM(只讀存儲(chǔ)器)和RAM(隨機(jī)存儲(chǔ)器)兩種。③輸入和輸出組件。輸入和輸出組件也是PLC系統(tǒng)所必需的，它是PLC控制系統(tǒng)同工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)交換數(shù)據(jù)的界面。和一般的計(jì)算機(jī)不一樣，PLC系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境不太好，要求有非常強(qiáng)的規(guī)避干擾的能力，這一點(diǎn)是比較重要的。(4)優(yōu)點(diǎn)。PLC控制系統(tǒng)具有如下幾大優(yōu)點(diǎn):①可靠性比較高，抗干擾能力比較強(qiáng);②配套齊全，功能健全，適用性較強(qiáng);③比較容易操作，入門比較快;④系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造;⑤體積比較小，重量輕，能耗較低。

2PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、控制工業(yè)過程、模擬量和集中控制、控制開關(guān)數(shù)量、控制自動(dòng)化等方面，詳細(xì)如下:(1)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。PLC技術(shù)能夠?qū)C(jī)械運(yùn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算和排序等方面，但數(shù)據(jù)的處理水平主要取決于PLC系統(tǒng)的中央處理器，如果中央處理器的配置比較高，那么PLC的數(shù)據(jù)處理水平就會(huì)比較高，反之則較低。例如一些勘察、規(guī)律分析等精密的計(jì)算機(jī)行業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)處理的水平要求比較高，需要提升PLC系統(tǒng)的中央處理器配置，只有這樣才能夠滿足數(shù)據(jù)處理的要求。通常情況下，對(duì)于柔性機(jī)器制造產(chǎn)業(yè)而言，引入PLC技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，相比人工數(shù)據(jù)處理，能夠極大地提升數(shù)據(jù)處理的效率和質(zhì)量，失誤率會(huì)大大降低，效果比較顯著。(2)控制工業(yè)過程。通過PLC控制技術(shù)，可以很好的把控工業(yè)自動(dòng)化當(dāng)中的離散和連續(xù)進(jìn)程，進(jìn)而使得系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)都能夠滿足要求，例如，溫度、流量、壓力等。此外，有助于不斷完善相應(yīng)的控制算法，進(jìn)而規(guī)避系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能存在的一系列問題，使得系統(tǒng)逐步完善。此外，通過PLC技術(shù)能夠促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，例如，冶煉、石油、煤化工等領(lǐng)域，有助于技術(shù)轉(zhuǎn)化，逐步完善。(3)模擬量和集中控制。PLC控制系統(tǒng)可以由輸入輸出、中央處理、邏輯運(yùn)算以及通信等模塊組成，合理的組合各個(gè)模塊，能夠針對(duì)不同的控制對(duì)象進(jìn)行相應(yīng)的控制。PLC控制系統(tǒng)具有模擬量的功能，有助于提升了控制系統(tǒng)在過程控制過程中的精準(zhǔn)度，這樣系統(tǒng)的升溫、降溫、保溫等過程都能夠按照既定的計(jì)劃執(zhí)行，達(dá)到預(yù)期的要求。此外，PLC控制系統(tǒng)還有非常強(qiáng)的集中控制功能，不但可以很好的控制工業(yè)自動(dòng)化，還能夠?qū)ψ陨磉M(jìn)行良好的控制，LPC控制系統(tǒng)借助檢測(cè)輸入輸出信號(hào)和中間記憶模塊之間的邏輯關(guān)系，可以及時(shí)的診斷和指示自身故障，最終對(duì)設(shè)備故障的分析和預(yù)警，將損失降到最低。(4)控制開關(guān)數(shù)量。對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展而言，開關(guān)起到了至關(guān)重要的作用，同時(shí)行業(yè)對(duì)于開關(guān)的數(shù)量要求也是越來越嚴(yán)格。通過PLC系統(tǒng)對(duì)于開關(guān)的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)順序和數(shù)量的雙重控制，有一對(duì)一和一對(duì)多等控制方式，這對(duì)于整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展而言無疑是非常重要的，推動(dòng)了整個(gè)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。在通過PLC系統(tǒng)進(jìn)行開關(guān)控制的過程中，系統(tǒng)能夠一次性對(duì)十個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，直觀的反饋開關(guān)量對(duì)整個(gè)工業(yè)進(jìn)程的控制過程。此外，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，還能夠進(jìn)行相應(yīng)的處理和轉(zhuǎn)換。例如，通過PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)中設(shè)計(jì)機(jī)床時(shí)，效果非常顯著?？傊?，LC技術(shù)的邏輯性和順序性比較強(qiáng)，極大地推動(dòng)了整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展，扮演了至關(guān)重要的角色。(5)控制自動(dòng)化。隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，尤其體現(xiàn)在工業(yè)化市場(chǎng)方面。PLC技術(shù)的出現(xiàn)，極大地推動(dòng)了工業(yè)化的發(fā)展，其中，可編程技術(shù)是核心，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)容的不同，系統(tǒng)可以根據(jù)其內(nèi)在的程序進(jìn)行一定程度的變更，當(dāng)然，必須滿足計(jì)算機(jī)語言的基本要求。隨著PLC技術(shù)的日趨成熟和不斷發(fā)展，在自動(dòng)化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，例如，在很多工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，有著顯著規(guī)模、高度模式化的作業(yè)等都比較適合PLC技術(shù)應(yīng)用。

3PLC技術(shù)應(yīng)用需要注意的事項(xiàng)

PLC控制技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)化的直接保障，它的穩(wěn)定性直接關(guān)系到生產(chǎn)的效果，就當(dāng)前來看，PLC控制技術(shù)已經(jīng)非常成熟了，穩(wěn)定性非常高，同時(shí)由于PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍比較廣泛，經(jīng)常要在比較差的環(huán)境中工作，所以在PLC控制技術(shù)應(yīng)用的過程中，必須要將溫濕度、震動(dòng)、干擾等負(fù)面因素的影響充分考慮進(jìn)來，做好PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和保護(hù)，為其平穩(wěn)運(yùn)行、達(dá)到預(yù)期效果創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。(1)控制好溫濕度。工業(yè)生產(chǎn)過程中，溫濕度是一個(gè)非常重要的環(huán)境因素，不但會(huì)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，而且對(duì)于機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率有非常大的影響，因此，控制好溫濕度有助于提升整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)水平。當(dāng)然，PLC技術(shù)也不例外，在其應(yīng)用的過程中，必須要控制好溫濕度，這一點(diǎn)是非常重要的。對(duì)于PLC工作環(huán)境溫度的控制，應(yīng)該在自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，合理安排各個(gè)元件，一定要讓其處于合適的溫度，既不能離比較熱的設(shè)備比較近，也不能處于比較冷的環(huán)境中。此外，還應(yīng)該讓設(shè)備所處環(huán)境有著較好的通風(fēng)和散熱效果，處于適宜的溫度中。如果設(shè)備所處的環(huán)境條件滿足不了要求，需要在熱源處找到散熱的具體方法，在較低溫度的環(huán)境中，做好相應(yīng)的保暖措施。對(duì)于濕度控制，應(yīng)該將設(shè)備所處環(huán)境的濕度控制在85%之內(nèi)，超過這個(gè)范圍將會(huì)降低機(jī)器的工作效率，這一點(diǎn)應(yīng)該引起足夠的重視。此外，設(shè)備所處環(huán)境的清潔度以及周圍環(huán)境的粉塵含量也是比較重要的，應(yīng)該將其控制在合適范圍內(nèi)，超出這個(gè)范圍容易引起粉塵或氣體爆炸，非常的危險(xiǎn)。(2)防電源干擾。在PLC技術(shù)應(yīng)用的過程中，一定要注意防電源干擾，因?yàn)?，電源干擾影響到工業(yè)自動(dòng)化水平。其中，波紋引起的干擾對(duì)PLC系統(tǒng)的影響比較大，是所有干擾因素中最為顯著的。要想解決這個(gè)問題，應(yīng)該在實(shí)際工業(yè)環(huán)境中，設(shè)置隔離變壓器，盡量降低波紋對(duì)PLC的干擾影響，保證電氣自動(dòng)化能夠安全運(yùn)行。(3)防震設(shè)置。對(duì)于PLC控制系統(tǒng)來說，如果處于強(qiáng)烈震動(dòng)的環(huán)境會(huì)嚴(yán)重影響到其工作效果，因此，在其應(yīng)用之前，應(yīng)做好防震設(shè)置。尤其是頻率處于10～55赫茲的長時(shí)間震動(dòng)，必須采取相應(yīng)的措施進(jìn)行消除。如果PLC控制系統(tǒng)所處的震動(dòng)環(huán)境很難改變，那就需要加裝減震膠等減震措施，盡量震動(dòng)環(huán)境對(duì)PLC控制系統(tǒng)的影響降到最低，使其能夠穩(wěn)定運(yùn)行，發(fā)揮出應(yīng)有的效果。(4)注意操作執(zhí)行過程。工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，會(huì)自動(dòng)掃描系統(tǒng)整個(gè)進(jìn)程，獲得程序中的數(shù)據(jù)。在這個(gè)過程中，要保證操作執(zhí)行的準(zhǔn)確性，需要按照既定的流程執(zhí)行，可以在最終的結(jié)果中得到準(zhǔn)確的結(jié)果。執(zhí)行過程對(duì)于整個(gè)工業(yè)流程而言是非常重要的，確保PLC所有步驟都是準(zhǔn)確的，進(jìn)而保證工業(yè)流程的整體性。注重過程中的細(xì)節(jié)之處，記錄運(yùn)用過程中存在的問題，確保整個(gè)過程的準(zhǔn)確性，提升生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的質(zhì)量，提升生產(chǎn)力水平，促進(jìn)工業(yè)的發(fā)展。一定要把所得結(jié)果之間進(jìn)行對(duì)比，在所得的結(jié)果一致的情況下，才能夠?qū)φ麄€(gè)操控的過程進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。

4結(jié)語

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC控制技術(shù)日趨完善，功能越來越強(qiáng)大，操控靈活高效、穩(wěn)定可靠，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，目前已在軍工以及民用智能化家居領(lǐng)域得到了應(yīng)用。尤其在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，PLC控制技術(shù)應(yīng)用性最強(qiáng)，極大地推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展。但是，在PLC控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中，依然還存在很多問題，應(yīng)該引起我們的足夠重視，需要在未來逐步解決，進(jìn)而充分發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。

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作者：徐妙欞 單位：寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司