耿小強(qiáng),李曉亮（東軟集團(tuán)股份有限公司,沈陽 110179）

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工業(yè)中PLC自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用分析

耿小強(qiáng),李曉亮
（東軟集團(tuán)股份有限公司,沈陽 110179）

摘 要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得工業(yè)自動(dòng)化程度顯著提升，對(duì)于自動(dòng)控制技術(shù)的研究也不斷深入，其中PLC自動(dòng)控制技術(shù)在理論的研究下獲取了技術(shù)上的改良與提升，更好地作用于工業(yè)生產(chǎn)。本文主要就工業(yè)中的PLC自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行分析，希望對(duì)其后期規(guī)范性應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)生產(chǎn)；PLC自動(dòng)控制技術(shù)；應(yīng)用研究；分析探討

作為一種新型的自動(dòng)控制技術(shù)，PLC靈敏度更高，自動(dòng)化程度更高，自動(dòng)化控制質(zhì)量更理想，因此相較于傳統(tǒng)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)借助電氣設(shè)備之間的連接線進(jìn)行自動(dòng)控制的原理，后者無論是設(shè)計(jì)上還是應(yīng)用中都更為理想，在工業(yè)化生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。因此積極做好工業(yè)中PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析具有重要現(xiàn)實(shí)性意義。

1 PLC控制技術(shù)基本結(jié)構(gòu)分析

作為可編程程序控制器，PLC可以借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)在線迅速編程，其主要由四大模塊硬件組成，分別為微控制器、存儲(chǔ)器、輸入模塊及輸出模塊。控制器是最為核心與關(guān)鍵的部分，輸入模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入，實(shí)現(xiàn)基本設(shè)備單元與微控制器的有效連接，而輸出模塊工作原理基本相似。PLC控制器在與外界連接時(shí)主要依靠通信接口，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的有效控制。PLC常見的連接方式有整體式與模塊式，兩者差別在于整體式會(huì)把所有部件集中起來，后者模塊式則將各個(gè)部件進(jìn)行分別封裝，使用總線連接為統(tǒng)一的整體。在日常的應(yīng)用中，兩種連接方式都較為常見。

2 PLC自動(dòng)控制技術(shù)控制功能的實(shí)施

PLC自動(dòng)控制技術(shù)之所以實(shí)現(xiàn)控制功能，有幾種常見方案。一種是基于IPC或者EPC的控制方案，可以借助對(duì)電腦操作平臺(tái)進(jìn)行自動(dòng)化控制，當(dāng)PLC系統(tǒng)利用傳感器完成信號(hào)采集后，被采集的信號(hào)接受系統(tǒng)處理，后用戶的編寫程序負(fù)責(zé)被系統(tǒng)解釋與實(shí)現(xiàn)。微控制器則將最終的處理計(jì)算得到信號(hào)傳輸?shù)綀?zhí)行模塊單元上使得整個(gè)動(dòng)作的自動(dòng)控制與實(shí)現(xiàn)。而對(duì)于第二種方案來說，則為基于嵌入式控制器控制方案，嵌入式的控制器會(huì)將PLC認(rèn)作控制模塊，用戶依據(jù)協(xié)議進(jìn)行編程，編程后的代碼進(jìn)入到嵌入式控制器中，從而完成平臺(tái)的自動(dòng)控制。而第二種實(shí)現(xiàn)方案中PLC模式更多意義上市作為硬件的系統(tǒng)來完成自動(dòng)化的控制工作。具體操縱中需要事先完成軟PLC模塊到PLC硬件中的嵌入，然后由用戶編寫對(duì)應(yīng)的程序，最后利用硬件平臺(tái)進(jìn)行規(guī)定操作，完成自動(dòng)化控制。

3 PLC技術(shù)未來發(fā)展前景展望

作為一種可編程的自動(dòng)化控制技術(shù)，其在電氣方面發(fā)揮著重要作用，在日常生活特別是工業(yè)生產(chǎn)中得到最為廣泛的應(yīng)用。本質(zhì)上，其作為一種可以編程的邏輯控制系統(tǒng)，借助可編程的控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)繼電器邏輯控制局限的突破，目前變頻技術(shù)在新時(shí)期得到了廣泛的應(yīng)用，伴隨科技的迅猛發(fā)展，變頻技術(shù)在未來一段時(shí)間內(nèi)將會(huì)取代傳統(tǒng)直流調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更好的跨越與發(fā)展。PLC在與變頻技術(shù)結(jié)合的過程中將起到更好的效果，前景十分光明。

4 PLC自動(dòng)控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用分析

4.1 控制開光量的實(shí)施與實(shí)現(xiàn)

PLC主要控制I/O點(diǎn)數(shù)，即使是最少的情況也是十幾點(diǎn)，如果數(shù)量多可能高達(dá)成千上萬點(diǎn)，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)這些點(diǎn)數(shù)的有效控制，其主要借助聯(lián)網(wǎng)功能實(shí)現(xiàn)，可以輕松完成對(duì)所有點(diǎn)數(shù)的自動(dòng)化控制。而PLC的邏輯問題也呈現(xiàn)多樣化，往往表現(xiàn)為即時(shí)與延時(shí)，隨機(jī)與固定、計(jì)數(shù)與不計(jì)數(shù)等問題，借助聯(lián)網(wǎng)功能，其對(duì)開關(guān)量的控制更靈活便捷。

4.2 模擬量的控制實(shí)施

對(duì)于壓力、溫度、速度等這些具有連續(xù)變化動(dòng)態(tài)的模擬量，PLC也能夠?qū)崿F(xiàn)很好的控制，這種對(duì)模擬量的有效控制使得其在工業(yè)連續(xù)型生產(chǎn)控制系統(tǒng)中占有較為顯著的優(yōu)勢(shì)。因此在使用PLC技術(shù)運(yùn)算前，需要完成模擬來那個(gè)向無量綱標(biāo)準(zhǔn)格式的轉(zhuǎn)化，在完成PID運(yùn)算后，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生0—1的范圍內(nèi)的控制標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，可以使用驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成自動(dòng)化控制，而在應(yīng)用PLC控制模擬量時(shí)，需要配置A/D和D/ A轉(zhuǎn)化模塊。

4.3 控制數(shù)量量并完成數(shù)據(jù)采集

除了對(duì)開關(guān)量及模擬量進(jìn)行有效控制外，PLC的自動(dòng)化控制技術(shù)還體現(xiàn)為對(duì)數(shù)字量的有效控制上，其中PLC專項(xiàng)數(shù)字控制技術(shù)是最好的選擇。數(shù)據(jù)采集方面，伴隨其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的不斷擴(kuò)大，其數(shù)據(jù)采集功能也更加優(yōu)勢(shì)凸顯。我國早期的PLC產(chǎn)品基于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的有限性，因此其DM區(qū)往往僅僅是幾十個(gè)字，隨著PLC產(chǎn)品存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)，其可以完成高達(dá)6000字的功能存儲(chǔ)。

4.4 自動(dòng)控制中監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)

PLC存在很多自檢信號(hào)，目前對(duì)自檢信號(hào)適當(dāng)利用使得其實(shí)現(xiàn)了對(duì)控制對(duì)象的自動(dòng)監(jiān)控。當(dāng)控制對(duì)象比較復(fù)雜時(shí)，為最大限度確?？刂苿?dòng)作的執(zhí)行無誤，因此必須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。通過自動(dòng)監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)故障率的縮減，為工作故障的排除提供必要的數(shù)據(jù)參考。

4.5 聯(lián)網(wǎng)與通訊功能的有效實(shí)現(xiàn)

除了上述提到的幾大服務(wù)功能，其在聯(lián)網(wǎng)與通訊方面也表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)與PC及服務(wù)器的通訊，可以通過PC的編寫PLX控制程序，借助網(wǎng)絡(luò)傳輸給PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的控制設(shè)定。而PLC與計(jì)算機(jī)通訊功能實(shí)現(xiàn)起來靈活多樣，一臺(tái)PC可以對(duì)多個(gè)PLC進(jìn)行管理，也可以將單一的PLC控制信息傳輸?shù)蕉鄶?shù)計(jì)算機(jī)上，同步監(jiān)控十分便利。

5 PLC技術(shù)在中央空調(diào)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

隨著變頻空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，其很多程度上得益于PLC控制技術(shù)。當(dāng)室內(nèi)溫度提升，溫度模擬器敏銳捕捉，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)與預(yù)設(shè)參數(shù)對(duì)比，差值大則自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器的速率，使得冷卻水循環(huán)水流增大，完成熱交換，實(shí)現(xiàn)室溫降低。繁反之室內(nèi)溫度低，PLC自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器速率，室溫升高。

6 結(jié)束語

PLC自動(dòng)控制技術(shù)越來越完善，并得到更好的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中得到更廣泛的應(yīng)用，取得了良好的發(fā)展前景。本文從概念、組成、前景及應(yīng)用等幾個(gè)方面進(jìn)行分析，以期地PLC技術(shù)后期改良提供指導(dǎo)。

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.004