PLC自動(dòng)化控制的應(yīng)用

孫宇馳

摘 要：隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，工業(yè)水平不斷發(fā)展、革新的今天PLC的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，文章即使從PLC的構(gòu)成和功能的分析入手，對(duì)PLC在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)行分析探討，希望能夠?qū)τ嘘P(guān)PLC在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：PLC；自動(dòng)化控制；構(gòu)成；應(yīng)用；注意問(wèn)題

引言

在科技飛速發(fā)展的今天，PLC的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，主要表現(xiàn)在人機(jī)接口和工業(yè)自動(dòng)化控制中處理模擬量的數(shù)字運(yùn)算這兩方面的應(yīng)用上，由此可見PLC在自動(dòng)化控制各領(lǐng)域運(yùn)用中的作用是不容忽視的，它已經(jīng)漸漸的發(fā)展成為了這一領(lǐng)域最主要的控制設(shè)備。最初的PLC是一種數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，主要應(yīng)用于工業(yè)中，它的出現(xiàn)讓工廠工業(yè)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，其具有較強(qiáng)的抗干擾性和可維修性，也因此得到了工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域相關(guān)工作者和研究人員的高度重視。此外，PLC的操作較為簡(jiǎn)單便捷，運(yùn)用起來(lái)相對(duì)靈活，在控制現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí)，能夠提供可靠的數(shù)據(jù)，這也是PLC在控制中得以廣泛應(yīng)用的一個(gè)重要原因。

1 PLC的構(gòu)成和功能

1.1 PLC的構(gòu)成

PLC的組成部分有電源、CPU、接口電路、I/O電路和存儲(chǔ)器。值得注意的是這里的電源并不是簡(jiǎn)單的能量存儲(chǔ)設(shè)施，而是包含了系統(tǒng)、掉電保護(hù)和備用的電能存儲(chǔ)設(shè)備。中央處理器也就是人們常說(shuō)的CPU，是一種可以進(jìn)行邏輯與數(shù)學(xué)運(yùn)算功能的核心控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)備。不過(guò)相對(duì)接口電路來(lái)說(shuō)，主要指的是PLC和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、外圍設(shè)備所連接的通道。而I/O電路就是輸入電路將輸入的信號(hào)隔開，電平轉(zhuǎn)化和輸出電路把通過(guò)PLC的數(shù)據(jù)輸出后進(jìn)行放大與電平轉(zhuǎn)化，進(jìn)而達(dá)到控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的目的。但是就存儲(chǔ)器來(lái)講，它的主要用途是存儲(chǔ)系統(tǒng)中的監(jiān)控、變量、用戶程序等信息。

1.2 PLC的功能

PLC的功能可以歸納為以下三個(gè)方面：一、開關(guān)量的控制；二、限時(shí)及計(jì)數(shù)控制；三、步進(jìn)控制與數(shù)據(jù)梳理這。其詳情如下：

（1）開關(guān)量的控制。開關(guān)量控制的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在能夠按照限位開關(guān)以及操作按鈕在結(jié)合控制現(xiàn)場(chǎng)所給檢測(cè)信號(hào)下，控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作。

（2）限時(shí)及計(jì)數(shù)控制。所謂限時(shí)控制即是能夠在PLC系統(tǒng)里設(shè)置計(jì)時(shí)器的情況下，進(jìn)行靈活的時(shí)間設(shè)定，其主要應(yīng)用在系統(tǒng)的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)控制里。在運(yùn)用PLC計(jì)數(shù)控制的時(shí)候，所使用的計(jì)數(shù)器主要有高速、普通和可逆計(jì)數(shù)器三種，它們之間是各司其職的，借助它們可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中不同用途計(jì)數(shù)的控制。

（3）步進(jìn)控制與數(shù)據(jù)處理。PLC步進(jìn)控制是要依靠移位寄存器來(lái)完成的，運(yùn)用PLC數(shù)據(jù)進(jìn)行處理不但可以進(jìn)行加減、乘除、乘方或開方的運(yùn)算，而且還可以對(duì)系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、傳遞和移位。

2 PLC在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

近些年來(lái)，科學(xué)技術(shù)有了飛速發(fā)展，與此同時(shí)PLC技術(shù)的應(yīng)用也開始得到人們的廣泛關(guān)注，就我國(guó)當(dāng)前的發(fā)展來(lái)看，PLC在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用范圍主要是在開關(guān)量的控制應(yīng)用領(lǐng)域，在應(yīng)用其進(jìn)行數(shù)據(jù)控制的時(shí)候，需要注意的事項(xiàng)有很多，下面從開關(guān)量控制、過(guò)程及運(yùn)動(dòng)控制、模擬量及系統(tǒng)集中控制、PLC工業(yè)應(yīng)用注意事項(xiàng)及抗干擾設(shè)計(jì)幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行討論，分析PLC在自動(dòng)化控制中的作用。

2.1 開關(guān)量控制

自動(dòng)化控制中對(duì)PLC開關(guān)量控制的應(yīng)用可以從三個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)單的概括。

目前，我國(guó)的自動(dòng)化的控制領(lǐng)域已有了較大的進(jìn)步，最初使用的繼電器已經(jīng)逐步的被PLC開關(guān)控制所取代。此外，PLC開關(guān)的優(yōu)勢(shì)還有接線簡(jiǎn)單、反應(yīng)迅速和維修簡(jiǎn)便等。應(yīng)用PLC開關(guān)能夠提高系統(tǒng)的性能，節(jié)省人力、物力和時(shí)間，方便快捷的完成所要達(dá)到的目標(biāo)。PLC開關(guān)控制的應(yīng)用范圍是十分廣泛的，不但在自動(dòng)化單臺(tái)設(shè)備控制進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，而且可以在多機(jī)群自動(dòng)化流水線控制中進(jìn)行使用，最基本的應(yīng)用主要有組合機(jī)床和注塑機(jī)兩方面。

2.2 過(guò)程及運(yùn)動(dòng)控制

PLC的運(yùn)用過(guò)程和運(yùn)動(dòng)控制可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：所謂的PLC在過(guò)程中的控制實(shí)際上是指離散過(guò)程控制和連續(xù)過(guò)程控制，也就是說(shuō)根據(jù)系統(tǒng)模擬量來(lái)進(jìn)行操作，即對(duì)連續(xù)變化壓力、電流和電壓及溫度等當(dāng)前模擬量和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后得出開關(guān)量，并按照參數(shù)運(yùn)作系統(tǒng)，這樣的方式主要運(yùn)用在化工、冶金和熱處理等方面。此外，我們通常所指的PLC運(yùn)動(dòng)控制，就是指它對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)及直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的控制，這樣的控制是憑借系統(tǒng)脈沖量控制來(lái)完成的，這也就要求脈沖控制位移量很小，進(jìn)而確保精密度。

2.3 模擬量及系統(tǒng)集中控制

PLC不但能夠進(jìn)行系統(tǒng)控制，而且可以通過(guò)控制語(yǔ)句來(lái)完成系統(tǒng)儀表監(jiān)控，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行精密的控制，這樣就可以有效的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制熱處理程序的控制。PLC在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)上，可以完成對(duì)于系統(tǒng)自身的控制，具體來(lái)說(shuō)就是在控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的檢測(cè)和顯示。并且在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，中間記憶單元與I/O信號(hào)之間有著一定的關(guān)聯(lián)，這也就表明了如果工作設(shè)備出現(xiàn)了故障，那么這種關(guān)聯(lián)就會(huì)破裂，此時(shí)運(yùn)營(yíng)程序可以依據(jù)設(shè)定好的故障內(nèi)容來(lái)對(duì)故障進(jìn)行分析和預(yù)警。

2.4 PLC工業(yè)應(yīng)用注意事項(xiàng)及抗干擾設(shè)計(jì)

想要讓PLC在工業(yè)中的應(yīng)用更加安全，就要適當(dāng)?shù)膶?duì)其進(jìn)行調(diào)整，重視其運(yùn)作的時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，具體而言可以從以下兩個(gè)方面來(lái)談：一方面是PLC工業(yè)應(yīng)用注意事項(xiàng)。首先是溫度控制，要確保應(yīng)用時(shí)的外部環(huán)境溫度保持在0℃～55℃之間，并且避免直接被陽(yáng)光照射。其次是空氣濕度控制，要將濕度控制在85%以內(nèi)，避免凝露現(xiàn)象出現(xiàn)，保證PLC具有良好的絕緣性。再次是振動(dòng)頻率控制，需要運(yùn)用減震膠，以減少振動(dòng)頻率，避免出現(xiàn)頻繁的振動(dòng)。最后是空氣成分的控制，要嚴(yán)格的把控PLC所處的空氣質(zhì)量，安裝一定的空氣凈化設(shè)施，決不能讓空氣中的氯化氫與硫化氫等腐蝕易燃?xì)怏w超標(biāo)存在。另一方面是抗干擾的設(shè)計(jì)。在對(duì)PLC設(shè)備進(jìn)行選擇的時(shí)候，需要挑選一些抗干擾能力強(qiáng)的設(shè)備，這樣才能有效的保證系統(tǒng)的運(yùn)行，在PLC抗干擾設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)PLC的抗干擾性。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，目前的PLC應(yīng)用是很廣泛的，這一技術(shù)也已經(jīng)逐步成為了我國(guó)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，有關(guān)PLC的各項(xiàng)技術(shù)也日臻成熟。不過(guò)，就當(dāng)前的實(shí)際情況而言，PLC控制裝置在應(yīng)用于實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)的時(shí)候依然存在諸多的問(wèn)題，所以這就要求相關(guān)的工作者和研究者重視這些問(wèn)題，不斷的提高其技術(shù)水平和自身的操作水平，讓PLC在我國(guó)的現(xiàn)代化工業(yè)進(jìn)程中發(fā)揮更大的作用。

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