PLC在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用研究

蔣紅麗

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)自動化技術(shù)得到了很大進(jìn)步，PLC系統(tǒng)在工業(yè)自動化控制中心被廣泛應(yīng)用，文章主要闡述了當(dāng)前PLC技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的情況以及存在的問題，希望能夠給相關(guān)人士一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：PLC；工業(yè)自動化；應(yīng)用；研究

1 PLC 的定義

PLC 是一種控制數(shù)字運(yùn)算和操作的可編程裝置，它的發(fā)展是為了代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器，PLC電子系統(tǒng)集通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動控制技術(shù)于一身。在工業(yè)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)整個工廠流程只需要一臺設(shè)備來控制就是PLC開發(fā)的目的?？煽啃詮?qiáng)、體積小、組裝靈活、編程簡單等都是PLC的自身特點(diǎn)。現(xiàn)今，機(jī)械制造領(lǐng)域、化工領(lǐng)域和電力領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域等都廣泛地應(yīng)用了PLC系統(tǒng)，有力地支撐起了現(xiàn)代工業(yè)的控制，機(jī)電一體化的發(fā)展速度也被PLC大力推進(jìn)了。過程控制、生產(chǎn)管理、順序控制等都是PLC技術(shù)主要涉及的領(lǐng)域。由于越來越成熟的PLC技術(shù)，和越來越短的更新?lián)Q代周期，新型的PLC的性價(jià)比也相對更高。其功能特點(diǎn)：一、高速計(jì)數(shù)器已經(jīng)達(dá)到了32位，擁有100kHz的基數(shù)頻率，改變PLC的輸出可采用顯示計(jì)數(shù)頻率的方式。二、輸出功能非常高速。三、擁有捕獲脈沖的功能，對輸入脈沖能夠迅速捕獲。

2 PLC中通信功能的特點(diǎn)

2.1 PLC的通信功能

隨著飛速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)普及，工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中也已經(jīng)普及了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。PLC和其余設(shè)備的通信以及PLC自身的通信囊括了整個PLC通信。PLC突出的通信功能特點(diǎn)，就是將重要的信息傳遞給其他系統(tǒng)再進(jìn)行處理。PLC的通信功能在當(dāng)前也得到了不斷的加強(qiáng)。以通過接入開放式網(wǎng)絡(luò)的三菱公司FX系列的PLC為例分析，其遠(yuǎn)程I/O網(wǎng)絡(luò)是CC-Link接口模塊和AS-I主站模塊以及DeviceNet接口模塊組成的。其通信協(xié)議是FX專門提供的，能夠與ASCII傳輸模式在通信中完全符合，用戶編程在PLC一側(cè)也完全不需要，想要實(shí)現(xiàn)自動通信用戶只需要進(jìn)行簡單的設(shè)置即可。

2.2 PLC的特點(diǎn)

①具有統(tǒng)一的通信協(xié)議。國際標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議是PLC的發(fā)展局勢中所采用的協(xié)議，通信的開放程度提高也是基于給用戶的使用和不同廠家的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)互通提供了很大的便利。②許多現(xiàn)場總線都是PLC生產(chǎn)商所開發(fā)的，要將現(xiàn)場總線密切地結(jié)合。因而PLC和現(xiàn)場總線之間有著密切的關(guān)系。③如何設(shè)計(jì)更簡單化通信程序。其實(shí)要實(shí)現(xiàn)自動收發(fā)只需要在使用PLC通信程序的時(shí)候?qū)τ?jì)算機(jī)一側(cè)的程序進(jìn)行編寫即可。

3 自動工業(yè)化中PLC的應(yīng)用以及所存在的問題

3.1 工業(yè)自動化中主要應(yīng)用到的PLC

3.1.1 PLC中開關(guān)量的控制

PLC技術(shù)相比其他自動化技術(shù)來說具有速度快、維修方便、操作簡單等特點(diǎn)，在應(yīng)用的過程中質(zhì)量得到不斷提高，同時(shí)也節(jié)約了大量的人力、物力，有效地避免了工作中線路復(fù)雜的問題，使得工業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行。PLC技術(shù)的產(chǎn)生代替了機(jī)電控制，顯著提高了自動開關(guān)量的可靠性，在系統(tǒng)動作中PLC控制了中間的繼電器，在設(shè)計(jì)上也采用了控制器的公式，為了保證其的應(yīng)用符合相關(guān)規(guī)范，我們應(yīng)該做好仿真圖形的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)該及時(shí)解決。

3.1.2 PLC中模擬量的控制

通過對控制量的分析找到其自身的特征，PLC控制系統(tǒng)就是通過組合各種功能模塊而形成的，具有更加靈活的特性。PLC控制系統(tǒng)包含很多模塊，例如位置控制模塊、高速計(jì)數(shù)模塊都是其中重要的模塊。為了能夠?qū)崿F(xiàn)過程控制以及儀表的監(jiān)控就應(yīng)該做好模擬量控制模塊。PLC模擬量控制的好壞直接關(guān)系到整個工程系統(tǒng)的精度，熱別是能夠嚴(yán)格地處理好熱處理的溫度，對于整個過程實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)而能夠使得熱處理過程維護(hù)更加簡單、方便，同時(shí)也是的控制設(shè)計(jì)更加便捷，這也是以往各種儀器儀表所不能實(shí)現(xiàn)的。

3.1.3 PLC中位置的控制

在PLC系統(tǒng)工作中位置的控制顯得十分的重要，而且位置控制在整個工業(yè)自動化具有十分重要的地位。當(dāng)前位置控制已經(jīng)受到了廣泛的應(yīng)用，例如工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用到的搬運(yùn)定位控制等。當(dāng)PLC系統(tǒng)發(fā)出脈沖，那么步電機(jī)的脈沖就能夠保證更加的精準(zhǔn)。

3.1.4 PLC中系統(tǒng)集中的控制

除了上述說到的工業(yè)自動化控制，PLC系統(tǒng)還能夠很輕松的實(shí)現(xiàn)自身的系統(tǒng)控制，例如，控制檢測以及顯示出現(xiàn)錯誤，具體的檢測原理和系統(tǒng)監(jiān)控室的原理是一致的。當(dāng)前工業(yè)中所使用的機(jī)床設(shè)備在執(zhí)行任務(wù)的時(shí)候都需要一定的時(shí)間，在進(jìn)行檢測工步的時(shí)候我們可以設(shè)置定時(shí)器，而且通過定時(shí)器還能夠確定自動報(bào)警信號和自動停機(jī)信號。需要特別注意的是動作持續(xù)的時(shí)間會比定時(shí)器的啟動時(shí)間短一些。但是在系統(tǒng)集中控制的時(shí)候，一定的邏輯關(guān)系會存在于電控系統(tǒng)的信號之間，不過這種邏輯關(guān)系在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候被損壞，因此為了能夠保證這種邏輯關(guān)系的完好性，應(yīng)該使用已經(jīng)編寫好的邏輯判斷程序。

3.1.5 PLC中變頻調(diào)速的控制

在工業(yè)自動化控制的過程中如果能夠?qū)崿F(xiàn)PLC系統(tǒng)和變頻器一同使用，則能夠使得電機(jī)中調(diào)速得到更好的控制。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，輸出電壓波紋也會受到大小不同的脈沖周期影響。

3.2 PLC在自動工業(yè)化中的應(yīng)用

任何事物都具有兩面性，PLC系統(tǒng)在工業(yè)自動化控制中具有十分重要的作用，它本身也具有很多優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中仍然會存在一些問題導(dǎo)致應(yīng)用效果受到影響，在眾多問題當(dāng)中封閉的軟硬件體系則是很大的缺點(diǎn)，很容易造成不兼容的情況，其中最為主要的問題如下，一是在運(yùn)行的過程中溫度的控制問題。零攝氏度到五十五攝氏度是PLC最好的工作溫度，所以在PLC工作的過程中應(yīng)該重視散熱問題，在安裝的時(shí)候也應(yīng)該和一些散熱量比較大的設(shè)備保持一定的距離，而且還要避免陽光照射，當(dāng)溫度高于五十五攝氏度時(shí)應(yīng)該使用制冷設(shè)備保證PLC能夠在正常的溫度下工作，進(jìn)而使得其能夠正常運(yùn)行。二是運(yùn)行中濕度的保持，為了有效地保證PLC能夠穩(wěn)定運(yùn)行，我們還應(yīng)該對濕度進(jìn)行控制。周圍環(huán)境中的濕度直接決定了元器件的絕緣程度，所以應(yīng)該保持空氣的濕度在百分之八十以下。三是在運(yùn)行過程中控制振動。在PLC工作過程中對振動也是有一定要求的，一定要保證其運(yùn)行中的振動盡量減少。PLC在未來的發(fā)展中應(yīng)該林實(shí)現(xiàn)大容量、高速度等趨勢，同時(shí)還應(yīng)該豐富編程語言，使其更加多樣化、科學(xué)化、高級化。

4 結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展使得PLC技術(shù)得到了很大進(jìn)步，并逐漸完善自身的功能，使得應(yīng)用范圍更加廣泛。伴隨著該項(xiàng)技術(shù)的快速發(fā)展，在應(yīng)用中出現(xiàn)的問題也會相應(yīng)的得到解決。在工業(yè)自動化生產(chǎn)中不斷完善的數(shù)據(jù)也是該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的成果。目前來看，該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際工作中正在趨于完善并能夠熟練的對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行控制。PLC技術(shù)將在未來工業(yè)自動化發(fā)展過程中占據(jù)十分重要的地位，方便人們的生產(chǎn)生活。

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