PLC控制技術在工業(yè)自動化中的應用研究

徐妙欞

摘 要：隨著我國科學技術的飛速發(fā)展，PLC控制技術得到了長足的進步。PLC控制技術有著水平較高、應用范圍廣泛、特性優(yōu)良等優(yōu)點，尤其在工業(yè)自動化領域得到廣泛應用。本文闡述了PLC控制技術的相關概念，分析了PLC技術在工業(yè)自動化中的應用，包括數(shù)據(jù)處理、控制工業(yè)過程、模擬量和集中控制、控制開關數(shù)量、控制自動化等方面，整理了PLC技術應用需要注意溫濕度控制、防震動和干擾等的事項，具有一定的理論價值。

關鍵詞：PLC控制技術;工業(yè)自動化;注意的事項

1 PLC控制技術的相關概念

（1）定義。PLC控制技術是將計算機技術、自控技術、微電子技術以及通信技術融入順序控制器而成的新一代工業(yè)控制裝置。PLC控制技術有著可靠性比較強、通用性比較強、適用范圍較廣、便于使用、抗干擾水平較高、容易編程等特征。該技術能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的計數(shù)、記時、繼電器等順序控制功能，搭建起來柔性的遠程控制系統(tǒng)。

（2）工作方式。PLC控制技術主要是使用循環(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，使用編輯器在存儲器中編輯程序并保存，并且把現(xiàn)場的輸入信號和被控制的執(zhí)行元件連接在輸入模塊的輸入端和輸出模塊的輸出端，然后點擊程序運行，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)的運行過程中，基本是通過六大模塊來實現(xiàn)。

PLC系統(tǒng)執(zhí)行流程框圖

（3）PLC系統(tǒng)組成。PLC系統(tǒng)主要包括電源組件、微處理器CPU以及存儲器組件、輸入和輸出組件等，詳細如下：

①電源組件。電源組件是每一個系統(tǒng)正常運行所必需的?？梢蕴峁㏄LC系統(tǒng)穩(wěn)定運行需要的電源，能夠把外部電源轉化為適合PLC系統(tǒng)正常運行所需的電源。

②微處理器CPU以及存儲器組件。要想讓PLC系統(tǒng)正常運行，處理器CPU是必不可少的。目前市場上CPU的種類紛繁復雜，樣式比較多。有的是標準芯片，有的是專用芯片（能夠進行編程）。存儲器也是必不可少的，主要有ROM（只讀存儲器）和RAM（隨機存儲器）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)場交換數(shù)據(jù)的界面。和一般的計算機不一樣，PLC系統(tǒng)的運行環(huán)境不太好，要求有非常強的規(guī)避干擾的能力，這一點是比較重要的。

（4）優(yōu)點。PLC控制系統(tǒng)具有如下幾大優(yōu)點：①可靠性比較高，抗干擾能力比較強;②配套齊全，功能健全，適用性較強;③比較容易操作，入門比較快;④系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造;⑤體積比較小，重量輕，能耗較低。

2 PLC技術在工業(yè)自動化中的應用

PLC技術在工業(yè)自動化中的應用主要體現(xiàn)在進行數(shù)據(jù)處理、控制工業(yè)過程、模擬量和集中控制、控制開關數(shù)量、控制自動化等方面，詳細如下：

（1）進行數(shù)據(jù)處理。PLC技術能夠對機械運行的數(shù)據(jù)進行處理，主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸、計算和排序等方面，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)處理水平就會比較高，反之則較低。例如一些勘察、規(guī)律分析等精密的計算機行業(yè)對數(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，對于柔性機器制造產(chǎn)業(yè)而言，引入PLC技術進行數(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)處理的效率和質量，失誤率會大大降低，效果比較顯著。

（2）控制工業(yè)過程。通過PLC控制技術，可以很好的把控工業(yè)自動化當中的離散和連續(xù)進程，進而使得系統(tǒng)的各項參數(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的控制算法，進而規(guī)避系統(tǒng)運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技術能夠促進工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，例如，冶煉、石油、煤化工等領域，有助于技術轉化，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、邏輯運算以及通信等模塊組成，合理的組合各個模塊，能夠針對不同的控制對象進行相應的控制。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劃執(zhí)行，達到預期的要求。此外，PLC控制系統(tǒng)還有非常強的集中控制功能，不但可以很好的控制工業(yè)自動化，還能夠對自身進行良好的控制，LPC控制系統(tǒng)借助檢測輸入輸出信號和中間記憶模塊之間的邏輯關系，可以及時的診斷和指示自身故障，最終對設備故障的分析和預警，將損失降到最低。

（4）控制開關數(shù)量。對于工業(yè)自動化行業(yè)的發(fā)展而言，開關起到了至關重要的作用，同時行業(yè)對于開關的數(shù)量要求也是越來越嚴格。通過PLC系統(tǒng)對于開關的控制，能夠實現(xiàn)順序和數(shù)量的雙重控制，有一對一和一對多等控制方式，這對于整個工業(yè)自動化行業(yè)的發(fā)展而言無疑是非常重要的，推動了整個行業(yè)的進一步發(fā)展。在通過PLC系統(tǒng)進行開關控制的過程中，系統(tǒng)能夠一次性對十個節(jié)點進行控制，直觀的反饋開關量對整個工業(yè)進程的控制過程。此外，根據(jù)實際生產(chǎn)情況，還能夠進行相應的處理和轉換。例如，通過PLC技術在工業(yè)自動化行業(yè)中設計機床時，效果非常顯著?？傊?，LC技術的邏輯性和順序性比較強，極大地推動了整個工業(yè)自動化行業(yè)的發(fā)展，扮演了至關重要的角色。

（5）控制自動化。隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，市場競爭日趨激烈，尤其體現(xiàn)在工業(yè)化市場方面。PLC技術的出現(xiàn)，極大地推動了工業(yè)化的發(fā)展，其中，可編程技術是核心，根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)容的不同，系統(tǒng)可以根據(jù)其內(nèi)在的程序進行一定程度的變更，當然，必須滿足計算機語言的基本要求。隨著PLC技術的日趨成熟和不斷發(fā)展，在自動化領域得到了廣泛的應用，例如，在很多工業(yè)生產(chǎn)活動中，有著顯著規(guī)模、高度模式化的作業(yè)等都比較適合PLC技術應用。

3 PLC技術應用需要注意的事項

PLC控制技術是工業(yè)自動化的直接保障，它的穩(wěn)定性直接關系到生產(chǎn)的效果，就當前來看，PLC控制技術已經(jīng)非常成熟了，穩(wěn)定性非常高，同時由于PLC控制系統(tǒng)的應用范圍比較廣泛，經(jīng)常要在比較差的環(huán)境中工作，所以在PLC控制技術應用的過程中，必須要將溫濕度、震動、干擾等負面因素的影響充分考慮進來，做好PLC系統(tǒng)的設計和保護，為其平穩(wěn)運行、達到預期效果創(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，溫濕度是一個非常重要的環(huán)境因素，不但會對工業(yè)生產(chǎn)的質量產(chǎn)生一定的影響，而且對于機械設備的運轉效率有非常大的影響，因此，控制好溫濕度有助于提升整個工業(yè)生產(chǎn)水平。當然，PLC技術也不例外，在其應用的過程中，必須要控制好溫濕度，這一點是非常重要的。對于PLC工作環(huán)境溫度的控制，應該在自動化設計過程中，合理安排各個元件，一定要讓其處于合適的溫度，既不能離比較熱的設備比較近，也不能處于比較冷的環(huán)境中。此外，還應該讓設備所處環(huán)境有著較好的通風和散熱效果，處于適宜的溫度中。如果設備所處的環(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，做好相應的保暖措施。對于濕度控制，應該將設備所處環(huán)境的濕度控制在85%之內(nèi)，超過這個范圍將會降低機器的工作效率，這一點應該引起足夠的重視。此外，設備所處環(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，應該將其控制在合適范圍內(nèi)，超出這個范圍容易引起粉塵或氣體爆炸，非常的危險。

（2）防電源干擾。在PLC技術應用的過程中，一定要注意防電源干擾，因為，電源干擾影響到工業(yè)自動化水平。其中，波紋引起的干擾對PLC系統(tǒng)的影響比較大，是所有干擾因素中最為顯著的。要想解決這個問題，應該在實際工業(yè)環(huán)境中，設置隔離變壓器，盡量降低波紋對PLC的干擾影響，保證電氣自動化能夠安全運行。

（3）防震設置。對于PLC控制系統(tǒng)來說，如果處于強烈震動的環(huán)境會嚴重影響到其工作效果，因此，在其應用之前，應做好防震設置。尤其是頻率處于10～55赫茲的長時間震動，必須采取相應的措施進行消除。如果PLC控制系統(tǒng)所處的震動環(huán)境很難改變，那就需要加裝減震膠等減震措施，盡量震動環(huán)境對PLC控制系統(tǒng)的影響降到最低，使其能夠穩(wěn)定運行，發(fā)揮出應有的效果。

（4）注意操作執(zhí)行過程。工業(yè)自動化系統(tǒng)中應用PLC技術，會自動掃描系統(tǒng)整個進程，獲得程序中的數(shù)據(jù)。在這個過程中，要保證操作執(zhí)行的準確性，需要按照既定的流程執(zhí)行，可以在最終的結果中得到準確的結果。執(zhí)行過程對于整個工業(yè)流程而言是非常重要的，確保PLC所有步驟都是準確的，進而保證工業(yè)流程的整體性。注重過程中的細節(jié)之處，記錄運用過程中存在的問題，確保整個過程的準確性，提升生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的質量，提升生產(chǎn)力水平，促進工業(yè)的發(fā)展。一定要把所得結果之間進行對比，在所得的結果一致的情況下，才能夠對整個操控的過程進行準確的判斷。

4 結語

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

參考文獻：

[1]劉耀武.PLC控制技術在工業(yè)自動化中的應用分析[J].化工管理，2020（11）：99-100.

[2]霍海波.PLC控制技術在工業(yè)自動化中的應用[J].集成電路應用，2020（01）：72-73.

[3]劉春慧.PLC控制技術在工業(yè)自動化中的優(yōu)化應用策略[J].中國金屬通報，2019（07）：195-196.

[4]白冰.PLC控制技術在工業(yè)自動化中的應用[J].南方農(nóng)機，2019（04）：148-149.

[5]梅明敏.PLC技術在工業(yè)自動化中的應用[J].通信電源技術，2019（01）：175-176.

[6]趙帥軍.PLC技術在電氣工程及其自動化控制中的運用分析[J].居舍，2020（12）：63.