PLC技術在工業自動化中的運用分析

黃河

摘 要：PLC本身所具備的強抗干擾能力在條件惡劣的工業環境中得到廣泛運用，其操作簡便、結構模塊化，擴展能力強等優點成為工業自動化生產中必不可少的組成部分。本文主要分析PLC技術發展方向，以及在工業自動化中的運用狀況。

關鍵詞：PLC 工業自動化 工業控制

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）04（c）-0061-01

1 可編程控制器（PLC）概述

PLC是建立在數字技術之上，運用數字運算電子系統將計算機技術、自動控制技術、通訊技術融為一體，專門為工業生產服務的自動化核心裝備。隨著數字技術和計算機科技的發展，PLC的研發和運用獲得廣闊的發展空間。通常PLC可分為固定式和組合式兩種，根據I/O點數的多少又可分為小型PLC、中型PLC和大型PLC三種，不同型號PLC具有不同特點，適用于不同工業生產范圍。當PLC投入運行后，由其工作原理決定的掃面周期共分為輸入采樣、用戶程序執行、輸出刷新三個階段，在整個工作運行的流程中，PLC的CPU一直在重復循環的執行上述三個階段的命令。

2 PLC技術應用

2.1 在工業生產系統及操控具體位置的應用

通常在正常的工業生產過程中，為了保障對整個生產流程的有效控制，在PLC中會根據工業生產要求相應設置6個功能模塊，每個模塊具備不同功能來對應不同的生產控制要求，分別為模擬參數控制模塊、I/O模塊、位置控制模塊、高速計數模塊、通訊傳輸模塊、主機管理模塊。工業生產的每個環節具備不同的工作屬性和性質特征，PLC技術控制的不同模塊根據生產環節的特征進行有效組合和調整，以組建一個功能全面的工業生產自動控制系統，保障工業生產過程的有效控制和靈活控制。模擬參數控制模塊是PLC的重要部分，其作用范圍不僅限于工業生產過程的控制，其還具備一定的信息傳送功能，可向系統監控儀表輸送語句，有效改善控制精度。另外，在一般的工業生產過程中，模擬參數控制模塊還對熱處理系統做出有效的控制，負責調控溫度。PLC控制技術通常被運用于串刀補償控制位置、機械主軸分度位置以及運輸位置的控制等。在PLC控制具體工業生產設備位置時，同步機在接收控制系統發出的信號后，根據脈沖信號實現對機械設備的自動控制，并精確的定位其具體操作位置。

2.2 在數據處理及邏輯參數控制中的應用

PLC的自動控制是建立在大量的數據分析及處理功能之上的，比如數據位操作功能、數據轉換及傳輸功能、數據篩查運算功能等。這些數據處理功能的存在，自動控制系統能夠用很短的時間對諸如采集、分析、總結等生產數據進行處理。在工業生產中運用自動控制系統進行數據信息控制已經發展較為普遍，但對PLC的數據處理技術方面的運用還有待發展。在邏輯參數控制方面，PLC在工業生產中的自動控制多用于開關量的控制，其簡單便捷的控制方法、良好的可靠性及控制速度等優勢能夠增加軟觸點，實現工業生產系統質量的提升。PLC技術在控制開關量上的應用不但提升了工業生產系統的質量，還大大降低了成本。從PLC控制技術的優勢及發展趨勢看，在工業生產中繼電器控制將被逐漸替代，這使得邏輯參數控制的發展運用成為現實。從運用的空間看，PLC不僅適用于單臺工業設備，還能夠對流水線進行自動控制，因此，PLC技術開始被越來越多的運用到大型工業生產中。

2.3 在遠程通信控制中的運用

PLC技術不同于繼電器等其他自動控制技術之處在于其自身系統故障的排除及糾正，這使得其在自身運行的穩定性方面具有極大的優勢。PLC系統的常態邏輯關系將會對工業生產過程中每個環節進行實時監督調控，當任何一個環節出現故障，這個常態邏輯就被打破并重新調整組合，發生的這種異常變動會被自動控制系統撲捉并分析故障診斷程序，隨之向控制中心發出警報。在遠程通訊控制方面，PLC技術可實現不同系統間的通信，但其前提是系統中安裝聯網通信模塊和信息傳輸接口。

3 PLC在工業自動化中使用注意事項

PLC技術在實際的工業生產中運用應注意的問題主要集中體現在溫度、濕度、震動、空氣和電源5個方面。PLC最有效的工作溫度通常為0～55 ℃，因此在進行設備安裝時需避免大散熱設備，且散熱環境要好，保持良好的通風性及散熱空間，保持基本單元與擴展單元的有效距離，避免陽光直射到開關柜，設置備用通風設備用于溫度過高的應急。PLC在工業生產總正常運行就必須保障其良好的絕緣性能，這就需要工作環境中的濕度保持在85%以內。在PLC的使用環境中應盡可能遠離震動設備，如不可避免振動頻率在10～55 Hz之內的連續振動時，有必要采用比如減震膠等減震手段進行緩解。對于空氣環境的要求主要是建立在PLC材質特點之上的，避免空氣中的可燃氣體含量過高或腐蝕性氣體含量過高。在多粉塵或腐蝕性氣體的工作環境中，盡可能的安裝相應的凈化裝置，或者將PLC封閉在控制室中。PLC自身具備一定的電源干擾抵抗能力，除非特別復雜的環境需要安裝隔離變壓器或者濾波電路，通常使用電源為50 Hz、220 V的交流電。

PLC在工業生產使用中會受到外界的干擾，比如輻射、系統外引線、系統內干擾等，因此在PLC的整體運用設計中，可進行相關抗干擾設計。比如引入較好性能的電源抑制電網引入干擾，針對不同傳輸信號采用不同電纜進行傳輸，準確選取接地點以及接地系統的設計要完善等。

4 PLC的發展趨勢及前景分析

工業生產過程中產品質量可控制不是人為操作所能實現的，更多的是借助在線檢測設備及儀器來完成產品參數的動態控制，需要整個工業生產流程的長期自動監控和調整，PLC技術為自動化控制的各項要求提供了實現機會，因此，其必將成為工業領域自動控制的發展趨勢。在工業生產提倡提質降耗、精細個性、網絡智能等大環境下，PLC技術必將向著網絡化、智能化、數字化的方向發展，實現工業生產的在線質量檢測、實時數據自動采集、故障自診斷、數據統一管理等先進技術發展。從發展前景看，隨著工業生產分工細致化，PLC將會成為過程控制領域內的日用品，同時其還可能利用通訊系統將控制功能形成閉環過程控制，其還將會逐漸替代嵌入式控制器。

參考文獻

[1] 戚東曉.PLC技術在工業自動化中的應用探索[J].科技創業家，2012，7.

[2] 李樹彬.淺談PLC控制技術在工業自動化中的應用[J].機電信息，2011，2.

[3] 鄭鈳，周慶.基于PLC技術在工業自動化應用的分析[J].計算機光盤軟件與應用，2013，4.endprint