賴(lài)建明

摘 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，PLC技術(shù)發(fā)展得越來(lái)越成熟，在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域內(nèi)的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛，如工業(yè)自動(dòng)化中的開(kāi)關(guān)量控制和位置控制等等。文中筆者首先對(duì)基于PLC的工業(yè)自動(dòng)化控制工作原理進(jìn)行了簡(jiǎn)述，其次對(duì)PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)行分析，最后對(duì)PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：PLC；工業(yè)自動(dòng)化；未來(lái)發(fā)展；展望

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.003

0 引言

PLC是一種在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用非常廣泛。一般情況下，PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用有四種類(lèi)型，分別為模擬量控制、位置控制、開(kāi)關(guān)量控制和系統(tǒng)集中控制[1]。PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用對(duì)于工業(yè)的發(fā)展具有一定的促進(jìn)作用，因此其具有非常良好的發(fā)展前景。在此背景下，本文對(duì)PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要探討。

1 基于PLC的工業(yè)自動(dòng)化控制工作原理

PLC在運(yùn)行時(shí)所需要進(jìn)行的工作包括輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新等三個(gè)方面[2]。在輸入采樣階段，PLC會(huì)通過(guò)掃描的方式按照順序讀入所有輸入狀態(tài)以及輸入數(shù)據(jù)，同時(shí)把這些狀態(tài)及數(shù)據(jù)存貯到相應(yīng)的單元，當(dāng)這一階段的數(shù)據(jù)輸入采樣完成以后就可以進(jìn)行下一步工作了。在用戶(hù)程序執(zhí)行階段，可編程控制器會(huì)對(duì)用戶(hù)程序進(jìn)行自上而下的掃描，根據(jù)掃描結(jié)果來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的程序。在對(duì)用戶(hù)程序進(jìn)行掃描時(shí)，需要按照固定的順序和路線(xiàn)進(jìn)行程序的計(jì)算，固定的順序是指從左到右，自上而下的順序。當(dāng)用戶(hù)程序執(zhí)行階段完成以后就可以進(jìn)行下一步的環(huán)節(jié)。在輸出刷新階段，PLC的CPU會(huì)根據(jù)I/O映像區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)對(duì)所有的輸出鎖存電路進(jìn)行刷新，通過(guò)輸出的控制電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外圍設(shè)備，控制具體執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體運(yùn)作。當(dāng)這一階段的工作結(jié)束之后，PLC的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程才算完成，即為一個(gè)周期。對(duì)于不同的工業(yè)環(huán)境而言，其要求也不一樣，主要體現(xiàn)在PLC的周期差異，因此不同的工業(yè)環(huán)境所采用的PLC周期也不盡相同。

2 PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用主要有以下四個(gè)方面，分別為模擬量控制、位置控制、開(kāi)關(guān)量控制和系統(tǒng)集中控制。

2.1 模擬量控制

PLC是在控制對(duì)象特征的基礎(chǔ)之上，根據(jù)組合功能模塊的特性將其組裝成為功能完善的一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，其可以達(dá)到提高整個(gè)控制系統(tǒng)準(zhǔn)確性的目的。對(duì)于PLC而言，其主要是由位置控制模塊、主機(jī)模塊、通訊模塊和模擬量控制模塊等多個(gè)模塊組成的。對(duì)于PLC的模擬量控制來(lái)說(shuō)，它可以很大程度上提高工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的精準(zhǔn)度，同時(shí)其還可以通過(guò)熱處理的方式為整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和維護(hù)提供巨大的便利。

2.2 位置控制

位置控制對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化控制來(lái)說(shuō)是重要的組成部分之一，因此對(duì)于該部分的設(shè)計(jì)是非常重要的。位置控制的主要目的是對(duì)步進(jìn)電機(jī)的位置進(jìn)行控制，通過(guò)PLC技術(shù)可以在控制步進(jìn)電機(jī)的基礎(chǔ)之上，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的位置控制得更為精確。這是因?yàn)镻LC技術(shù)可以在進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)控制的同時(shí)還可以向步進(jìn)電機(jī)繞組發(fā)出脈沖，通過(guò)這種方式可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)的位移變化進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，減小誤差，從而達(dá)到精確控制位置目的。

2.3 開(kāi)關(guān)量控制

PLC的開(kāi)關(guān)量控制在其設(shè)計(jì)上具有有一定的規(guī)范性和科學(xué)性，且開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)計(jì)目的是為了提高控制的可靠性。開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)計(jì)是基于中間繼電器控制系統(tǒng)的動(dòng)作，進(jìn)而通過(guò)順序控制器的公式所得到的。

2.4 系統(tǒng)集中控制

通過(guò)PLC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制，與此同時(shí)，它還可以對(duì)整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，比如當(dāng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生一些問(wèn)題時(shí)，其會(huì)對(duì)故障發(fā)生的原因進(jìn)行檢測(cè)，并顯示相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果。控制系統(tǒng)是通過(guò)時(shí)限故障檢測(cè)和邏輯錯(cuò)誤檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制。對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)中的機(jī)床設(shè)備而言，在進(jìn)行工作時(shí)需要有足夠的準(zhǔn)備時(shí)間，并且要求在進(jìn)行工作之前必須通過(guò)每一道工作工序。在進(jìn)行控制系統(tǒng)檢測(cè)工步動(dòng)作時(shí)，定時(shí)器可以相應(yīng)地啟動(dòng)，當(dāng)定時(shí)器發(fā)出信號(hào)時(shí)，可以將其作為啟動(dòng)報(bào)警信號(hào)，也可以將其作為自動(dòng)停機(jī)的信號(hào)。

3 未來(lái)發(fā)展展望

就現(xiàn)階段而言，PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制的應(yīng)用中還存在一定的問(wèn)題，主要包括軟硬件體系封閉，以及專(zhuān)用總線(xiàn)、各大公司結(jié)構(gòu)不一樣、專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等一些原因?qū)Ω鞣N不兼容造成了影響，但是可以通過(guò)濕度限制、震動(dòng)限制和溫度限制等方式來(lái)進(jìn)行有效地控制。從這里可以看出，PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的發(fā)展還是具有非常大的潛力的。總的來(lái)說(shuō)，PLC 的發(fā)展方向可以分為以下三個(gè)方面：第一，可以向?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品與功能等多方面進(jìn)行發(fā)展。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷上升，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)也在不斷提升，通過(guò)這種方式可以豐富PLC的產(chǎn)品，為市場(chǎng)提供更多的方便；第二，提升PLC的運(yùn)算能力?，F(xiàn)階段，信息產(chǎn)業(yè)正在高速發(fā)展，設(shè)備的容量加大和價(jià)格下滑的情況已經(jīng)非常普遍，通過(guò)提升PLC的運(yùn)算能力可以使其在未來(lái)的進(jìn)一步升級(jí)得以實(shí)現(xiàn)；第三，PLC編程語(yǔ)言將朝向多樣化與高級(jí)化發(fā)展。目前而言，PLC普遍使用的編程語(yǔ)言為梯形圖語(yǔ)言，通過(guò)開(kāi)發(fā)高級(jí)編程語(yǔ)言，可以向多樣化和高級(jí)化的方向發(fā)展，如C語(yǔ)言和BASIC等等，因此值得進(jìn)行相關(guān)的研究和開(kāi)發(fā)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的研究，我們可以對(duì)PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的工作原理有了初步的了解，主要包括模擬量控制、開(kāi)關(guān)量控制、位置控制和系統(tǒng)集中控制等四個(gè)方面的應(yīng)用。隨著科技水平的不斷發(fā)展，我國(guó)的PLC控制技術(shù)的發(fā)展速度也將隨之加快。在實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的領(lǐng)域中，采用PLC 控制技術(shù)是適應(yīng)社會(huì)的必然需求，同時(shí)也是保障自動(dòng)化水平的基本前提。面對(duì)如今的發(fā)展形勢(shì)，相關(guān)的研究人員還應(yīng)不斷加大其研究力度，不斷完善PLC 控制技術(shù)水平，使得其更好地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中。

參考文獻(xiàn)：

[1]孔德政，李振華.PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用[J].測(cè)試工具與解決方案，2013（19）.

[2]劉憲武.PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013（17）.endprint