PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用及發(fā)展

王曉威 岳晟

摘要：隨著科技的進(jìn)步，PLC的各項(xiàng)技術(shù)也會(huì)朝著更加成熟的方向發(fā)展，最終它將在工業(yè)自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域起著不可替代的重要作用。需要注意的是，PLC在應(yīng)用過程中，應(yīng)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的濕度、溫度、震動(dòng)、空氣等因素做出綜合的考慮，并制訂相應(yīng)的措施保證系統(tǒng)穩(wěn)定有效的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：PLC；工業(yè)自動(dòng)化；應(yīng)用

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，PLC技術(shù)在廣泛使用中得到了發(fā)展，它始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制的主戰(zhàn)場(chǎng)，在各種產(chǎn)品生產(chǎn)或制造中起到了可靠的控制應(yīng)用，適應(yīng)當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化的需要，為自動(dòng)化控制應(yīng)用提供比較完善的解決方案。當(dāng)前，工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的方向是全面實(shí)現(xiàn)企業(yè)自動(dòng)化向企業(yè)信息化方向發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的特征是物流技術(shù)、信息技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的綜合應(yīng)用。為了達(dá)到提質(zhì)降耗、開發(fā)新品、精細(xì)加工的新要求，PLC的發(fā)展趨勢(shì)向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化發(fā)展，同時(shí)向在線質(zhì)量檢測(cè)、實(shí)施數(shù)據(jù)自動(dòng)收集、故障自檢技術(shù)設(shè)計(jì)調(diào)試手段和數(shù)據(jù)自動(dòng)管理等一系列先進(jìn)技術(shù)發(fā)展。

一、PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用范圍

工業(yè)場(chǎng)所大多環(huán)境惡劣，存在著各種強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備，形成負(fù)責(zé)的電磁環(huán)境。PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的控制裝置，在設(shè)計(jì)和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運(yùn)行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般可以直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境。PLC在生產(chǎn)制造過程中采用了大規(guī)模集成電路技術(shù)，遵循嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。所以PLC系統(tǒng)具有極高的可靠性。目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于洗煤、鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)行業(yè)。

二、PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

（一）系統(tǒng)模擬量及開關(guān)量的控制

PLC可以將不同的功能模塊進(jìn)行組合從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同控制量的有效控制，其中包括主機(jī)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、位置控制模塊等。PLC的模擬量控制具有可靠性高的特點(diǎn)，尤其是在溫控系統(tǒng)中，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的有效控制，同時(shí)維護(hù)起來(lái)也非常方便，這也是PLC與傳統(tǒng)儀表控制系統(tǒng)最主要的區(qū)別之一。從某種意義上說(shuō)，PLC是傳統(tǒng)繼電器的替代品，作為一種新興產(chǎn)業(yè)，其在開關(guān)控制方面具有更高的準(zhǔn)確性，操作也更加方便簡(jiǎn)潔。PLC的開關(guān)量控制應(yīng)以控制器的公式為基礎(chǔ)，對(duì)其控制程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后繪制出相應(yīng)的梯形圖，并通過模擬操作檢驗(yàn)系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，這種控制方式可以確保更規(guī)范的設(shè)計(jì)效果。隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，PLC技術(shù)的功能將會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展與完善，為我國(guó)現(xiàn)代化工業(yè)在自動(dòng)化發(fā)面的發(fā)展做出更多的貢獻(xiàn)。當(dāng)然，關(guān)于PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中的不足之處要加以重視，找出問題之所在并給予研究解決，從而保障我國(guó)的工業(yè)得到又好又快的發(fā)展。

（二）電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制

PLC的指令系統(tǒng)和變頻器結(jié)合使用可以控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和速度。電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制的實(shí)現(xiàn)是在PLC與PWM輸出變頻器之間加入電壓平滑電路，然后改變PWM指令里t（轉(zhuǎn)速與t成正比）的數(shù)值，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)速的目的。PWM指令里輸出脈沖周期的大小對(duì)輸出電壓文波會(huì)產(chǎn)生一定的影響。

（三）PLC系統(tǒng)集中的控制

PLC不僅可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其本身的集中控制，比如對(duì)系統(tǒng)的故障檢測(cè)、故障顯示等。PLC系統(tǒng)的集中控制功能主要是通過對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是在故障檢測(cè)和邏輯檢測(cè)的基礎(chǔ)上完成的。在工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)床設(shè)備的執(zhí)行和停止都需要一定的時(shí)間，在PLC集中控制的過程中，可以通過定時(shí)器來(lái)控制監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)的啟閉，同時(shí)定時(shí)器的信號(hào)輸出可以作為設(shè)備的報(bào)警和停機(jī)信號(hào)。

（四）PLC應(yīng)用中需要注意的問題

PLC技術(shù)一般應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制中，而在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中有許多的不確定因素，這些因素對(duì)PLC應(yīng)用的影響是不可忽視的，為了確保PLC應(yīng)用的可靠性和準(zhǔn)確性，我們需要對(duì)這些不確定因素進(jìn)行綜合考慮，不確定因素一般有以下幾種，即溫度因素、濕度因素、震動(dòng)因素、空氣因素。PLC控制器在安裝時(shí)，要考慮到設(shè)備的通風(fēng)和散熱問題，對(duì)于那些受溫度影響很大的系統(tǒng)，應(yīng)在周圍配備一些制冷裝置或者通風(fēng)裝置，保證PLC控制器在適宜的溫度環(huán)境下運(yùn)行，只有溫控設(shè)施配備好了，才能達(dá)到令人滿意的控制效果。一般情況下，PLC元件的穩(wěn)定性都與空氣的濕度密切相關(guān)，所以要想系統(tǒng)穩(wěn)定有效的運(yùn)行，就必須對(duì)環(huán)境的濕度進(jìn)行科學(xué)的控制，將環(huán)境濕度控制在合理的范圍內(nèi)（一般應(yīng)控制到85%以下），避免因含水量過高而導(dǎo)致系統(tǒng)正常的發(fā)揮。PLC系統(tǒng)對(duì)震動(dòng)控制也有著較高的要求，其工作環(huán)境應(yīng)盡量選擇震動(dòng)頻率較低的地方，一般應(yīng)避開頻率范圍在10HZ-55HZ之間的地方，如果無(wú)法避免，則應(yīng)采取相應(yīng)的減震措施來(lái)降低其對(duì)系統(tǒng)的影響。工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的氣體含量較為復(fù)雜，為了降低空氣因素對(duì)PLC系統(tǒng)的影響，應(yīng)當(dāng)避免其與易燃性氣體、腐蝕性氣體、粉塵的接觸，對(duì)于那些處在不良空氣環(huán)境中的系統(tǒng)，則應(yīng)做好密閉工作，避免不良的空氣環(huán)境對(duì)PLC控制器產(chǎn)生的影響。

三、結(jié)束語(yǔ)

在技術(shù)層面上來(lái)看，PLC是結(jié)合了傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)，通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，這種可編程的控制裝置非常適合于工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，為工業(yè)自動(dòng)化控制提供了極大的方便。PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。隨著技術(shù)的發(fā)展和成熟，在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，PLC的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。

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