PLC先進(jìn)控制策略探究

PLC先進(jìn)控制策略探究

羅志強(qiáng) 中山市中等專業(yè)學(xué)校

PLC作為可編程存儲(chǔ)器，能夠根據(jù)用戶的需求對(duì)自身存儲(chǔ)程序?qū)崿F(xiàn)編輯，屬于自動(dòng)化控制機(jī)制當(dāng)中的有機(jī)組成部分，有著多功能、抗干擾以及可靠性好等方面的優(yōu)點(diǎn)。隨著當(dāng)今社會(huì)工業(yè)化的飛速發(fā)展以及控制對(duì)象的多元化，人們將工業(yè)技術(shù)同PLC控制相結(jié)合，研究出PLC先進(jìn)程序技術(shù)。本文簡(jiǎn)要介紹PLC技術(shù)，分析其具體應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上探討PLC先進(jìn)控制策略的改進(jìn)。

PLC；先進(jìn)控制策略；組成；應(yīng)用；改進(jìn)

當(dāng)代社會(huì)智能化產(chǎn)品的種類以及數(shù)量越來越多，這些產(chǎn)品當(dāng)中PLC控制系統(tǒng)發(fā)揮著不可替代的控制作用。PLC技術(shù)隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。PLC控制在生產(chǎn)生活當(dāng)中隨處可見，比如智能手機(jī)、全自動(dòng)汽車以及各種溫感光感當(dāng)中，都離不開PLC技術(shù)。

1.PLC概述

在我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展過程當(dāng)中，機(jī)械技術(shù)的自動(dòng)化水平越來越高，機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)離不開程序設(shè)計(jì)[1]。機(jī)械設(shè)備只有可以獨(dú)立處理涉及到的數(shù)據(jù)問題，才可以真真達(dá)到自動(dòng)化。PLC技術(shù)的出現(xiàn)在很大程度上解決這一問題。開始階段PLC功能只包括邏輯運(yùn)算、定時(shí)以及計(jì)數(shù)等功能，應(yīng)用的范圍也只局限在常規(guī)制造業(yè)。可以會(huì)所早期PLC技術(shù)的應(yīng)用范圍比較狹窄[2]。不過隨著當(dāng)代社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)重視程度的加大，自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備得到開發(fā)利用，程序設(shè)計(jì)也有了快速的發(fā)展。當(dāng)前PLC已經(jīng)在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用的潛力非常巨大。

PLC主要組成部分包括輸入輸出板、中央處理器、電源以及內(nèi)存條等，同我們生活當(dāng)中應(yīng)用的個(gè)人電腦構(gòu)成非常類似[3]。中央處理器可以說是PLC控制系統(tǒng)的核心，指導(dǎo)控制器各個(gè)小部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還能夠借助于設(shè)定中央處理器來指揮控制器運(yùn)動(dòng)。輸入輸出板塊則是用來同外界實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，也就是輸入外界數(shù)據(jù)，并且輸出自己的數(shù)據(jù)，這樣一來可編程控制器就能夠同外界接觸同時(shí)完成數(shù)據(jù)的處理[4]。內(nèi)存條則是控制器存儲(chǔ)設(shè)備，能夠存儲(chǔ)計(jì)算環(huán)節(jié)生成的結(jié)果以及數(shù)據(jù)，內(nèi)存條能夠隨機(jī)調(diào)用數(shù)據(jù)，從而便于用戶的使用。電源則是PLC最為關(guān)鍵的組成部分之一，沒有電源控制器無法正常工作。電源還能夠?yàn)轱@示器提供點(diǎn)亮支持，并且在中央處理器的工作過程當(dāng)中需要確保電源工作正常狀態(tài)。PLC構(gòu)成同個(gè)人電腦比較類似，因此在使用之前應(yīng)當(dāng)詳細(xì)了解其具體的組成[5]。

可編程控制器相關(guān)研究得到人們的高度重視，從開始到現(xiàn)在從未停止過，能夠不斷發(fā)展并且一直進(jìn)行改進(jìn)，一個(gè)重要的原因就是PLC技術(shù)還存在著非常明顯的完善空間，能夠持續(xù)進(jìn)行升級(jí)[6]。從PLC的發(fā)展歷程可以發(fā)現(xiàn)，PLC從一開始的邏輯控制逐漸發(fā)展到現(xiàn)代有著豐富功能的處理器，發(fā)展歷程是一點(diǎn)點(diǎn)積累起來的。PLC有著使用簡(jiǎn)便、通用性強(qiáng)、程序簡(jiǎn)單還有穩(wěn)定性好等方面的優(yōu)點(diǎn)，其控制功能非常強(qiáng)大，費(fèi)用也比較低廉，這是PLC長(zhǎng)期存在并且得到發(fā)展的一個(gè)重要原因。

2.PLC先進(jìn)控制策略的應(yīng)用

第一，PLC在機(jī)械控制當(dāng)中的應(yīng)用。機(jī)械切割當(dāng)中使用的控制手段，通常都屬于PLC控制。這是因?yàn)镻LC控制可以確保機(jī)械設(shè)備能夠精確發(fā)現(xiàn)物體切割點(diǎn)，在精密儀器制造的過程當(dāng)中，這一特點(diǎn)不可替代[7]。通過利用PLC的CPU來精確計(jì)算得到切割的位置，要比人類操作的眼力觀測(cè)更為精確，并且還能夠快速準(zhǔn)確地計(jì)算出結(jié)果。這樣就能夠顯著改進(jìn)工作的效率。PLC這一特點(diǎn)在機(jī)床切割當(dāng)中得到了非常廣泛的使用。

第二，PLC控制的應(yīng)用。為了解決傳統(tǒng)控制技術(shù)無法解決的困難，研究人員發(fā)明先進(jìn)控制技術(shù)。先進(jìn)控制的作用要顯著由于傳統(tǒng)控制技術(shù)。先進(jìn)控制是借助于把信息技術(shù)嵌入PLC系統(tǒng)從而實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)前這些技術(shù)廣泛應(yīng)用在日常生活當(dāng)中。嵌入先進(jìn)技術(shù)的PLC，一方面顯著改進(jìn)其控制效果，另一方面穩(wěn)定性也得到明顯的改進(jìn)，同時(shí)還增強(qiáng)了PLC的數(shù)據(jù)處理能力以及速度[8]。這對(duì)于擴(kuò)大PLC使用的范圍與領(lǐng)域有重要價(jià)值。浮點(diǎn)運(yùn)算在當(dāng)前生活當(dāng)中的應(yīng)用非常普遍，不過PLC在浮點(diǎn)運(yùn)算功能方面普遍比較匱乏，這就使得PLC的應(yīng)用遭到限制。同時(shí)PLC浮點(diǎn)運(yùn)算環(huán)節(jié)的欠缺也不利于先進(jìn)控制技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用。

第三，PLC在人工智能控制當(dāng)中的應(yīng)用。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量越來越高，在生活以及工作當(dāng)中懶得親自動(dòng)手，而需要使用機(jī)械，并且對(duì)機(jī)械的智能化程度要求越來越高。人工智能控制可以說是一種畢竟高級(jí)的控制技術(shù)，涉及到的控制領(lǐng)域也畢竟廣泛。要是缺乏配套的先進(jìn)控制技術(shù)作支撐，要想實(shí)現(xiàn)人工智能控制無異于空中樓閣。人工智能控制很多情況下被人們稱為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，并且從字面意義可以發(fā)現(xiàn)，人們希望能夠模擬大腦神經(jīng)機(jī)制，借助于模擬神經(jīng)系統(tǒng)的功能來完成控制。PLC控制技術(shù)能夠最大限度達(dá)到這一目標(biāo)。不過需要注意的是，PLC在人工智能控制當(dāng)中的應(yīng)用還需要進(jìn)一步的深入挖掘，以當(dāng)前的技術(shù)水平而言，短時(shí)間內(nèi)無法順利實(shí)現(xiàn)。

第四，PLC在閉環(huán)過程當(dāng)中的應(yīng)用。所謂閉環(huán)控制指的是特定系統(tǒng)當(dāng)中，持續(xù)控制外界的溫度、壓力以及流量的影響因素。我們當(dāng)前生活當(dāng)中，存在著大量的人造機(jī)器設(shè)備，這些機(jī)器設(shè)備很多時(shí)候是使用PLC完成控制的，比如人造溫泉。人造溫泉當(dāng)中，人們使用PLC技術(shù)來控制流量以及水溫等因子，從而維持在在一個(gè)比較合理的溫度范圍，營(yíng)造出天然溫泉的特點(diǎn)。除此之外，氣象臺(tái)人員還能夠使用PLC技術(shù)檢測(cè)天氣情況，同時(shí)檢測(cè)的結(jié)果也比較精確，這是因?yàn)橥ㄟ^運(yùn)用PLC技術(shù)能夠幫助工作人員處理檢測(cè)的溫度、風(fēng)向以及濕度等氣象因子，并分析未來氣象因素的發(fā)展?fàn)顩r，從而準(zhǔn)確掌握未來時(shí)間段內(nèi)天氣的狀況。

3.PLC先進(jìn)控制策略的改進(jìn)

在PLC先進(jìn)控制策略改進(jìn)的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)綜合考慮應(yīng)用環(huán)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上通過具體的試驗(yàn)來探索具體的改進(jìn)的措施。在試驗(yàn)的過程當(dāng)中，工作人員應(yīng)當(dāng)注意以下幾個(gè)方面的問題。第一，試驗(yàn)研究環(huán)節(jié)需要在開環(huán)控制的模式下完成。第二，需要單獨(dú)檢測(cè)機(jī)器的鋼帶，應(yīng)用模糊控制技術(shù)，在避免其他因素影響的基礎(chǔ)上，檢測(cè)傳送系統(tǒng)的性能理想與否。第三，為探索解決措施，應(yīng)當(dāng)對(duì)機(jī)器鋼帶開展比較試驗(yàn)。模糊控制試驗(yàn)順利完成之后，使用復(fù)合控制。在試驗(yàn)的過程當(dāng)中，需要配套軟件的配合。在模糊控制以及復(fù)合控制試驗(yàn)對(duì)比環(huán)節(jié)，工作人員應(yīng)當(dāng)記錄具體的數(shù)據(jù)。開環(huán)控制條件下分析試驗(yàn)結(jié)果的是，通常情況下鋼帶的傳送功能記錄數(shù)據(jù)誤差會(huì)隨著企業(yè)生產(chǎn)速度的提高而不斷擴(kuò)大，不過二者之間的關(guān)系并不是非常明確。從具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)，鋼帶傳送的誤差同多個(gè)方面的影響因素存在聯(lián)系，比如工廠設(shè)備運(yùn)行狀況以及鋼帶卷大小等。通過進(jìn)行模糊控制試驗(yàn)，其結(jié)果往往表明存在著控制的盲區(qū)，也就是在特定的時(shí)間段內(nèi)，模糊控制無法充分發(fā)揮效果，使得在確定誤差值的時(shí)候存在困難。在復(fù)合控制的過程當(dāng)中，研究人員發(fā)現(xiàn)同單純的模糊控制比較而言，復(fù)合控制更可以充分發(fā)揮PLC的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)不受速度高低的影響。借助于分析這些方面的試驗(yàn)結(jié)果，可以從以下幾個(gè)方面加以改進(jìn)。

第一，PLC控制器應(yīng)當(dāng)檢測(cè)各個(gè)方面的功能，從而及時(shí)應(yīng)用各種新技術(shù)。在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的條件下，應(yīng)用PLC系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)符合社會(huì)的發(fā)展方向。借助于檢測(cè)內(nèi)部系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)的功能，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題，同時(shí)在解決問題的基礎(chǔ)上應(yīng)用新的技術(shù)以及理念。新技術(shù)可以為PLC技術(shù)的應(yīng)用提供助力，確保PLC技術(shù)更好適應(yīng)當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點(diǎn)，應(yīng)用新理念則有利于改進(jìn)PLC技術(shù)的實(shí)用性以及效率。第二，應(yīng)當(dāng)積極使用PID復(fù)合控制。從相關(guān)試驗(yàn)的結(jié)果而言，通過應(yīng)用復(fù)合控制可以順利解決模糊控制在特定領(lǐng)域存在的作用死區(qū)，這樣就能夠保證相關(guān)工作可以順利完成。在這一過程當(dāng)中，復(fù)合控制無需需要投入大規(guī)模的物力資源以及人力資源，是一項(xiàng)比較實(shí)惠的做法。第三，PLC控制器在編程環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)借助于編程人員來提高其精確程度。改進(jìn)工作的時(shí)候應(yīng)當(dāng)從各個(gè)不同的環(huán)節(jié)著手，編程是保證功能順利實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，程序人員應(yīng)當(dāng)精確控制計(jì)算同時(shí)合理使用編程語言，這樣能夠?yàn)楹笃诘母倪M(jìn)提供理想的助力。第四，改進(jìn)PLC控制策略要求設(shè)計(jì)工作人員可以結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境來展開工作。機(jī)器的使用過程當(dāng)中，在一定程度上通過系統(tǒng)控制。在生產(chǎn)操作環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)工作人員應(yīng)當(dāng)跟蹤記錄在控制器控制相關(guān)機(jī)器的運(yùn)行狀況，從而保證機(jī)器設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。在這一環(huán)節(jié)，PLC技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)可以及時(shí)被工作人員發(fā)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合不同企業(yè)的機(jī)器設(shè)備狀況進(jìn)行系統(tǒng)改良。

綜上所述，隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，控制對(duì)象以及控制過程日益復(fù)雜，一系列的難題使得傳統(tǒng)控制技術(shù)難以有效滿足需求，這就需要進(jìn)一步研究PLC控制技術(shù)。PLC應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣泛，生產(chǎn)生活當(dāng)中已經(jīng)離不開PLC技術(shù)，并且借助于挖掘PLC技術(shù)的應(yīng)用潛力，來提高生產(chǎn)生活的智能化以及自動(dòng)化水平能夠。可以說PLC先進(jìn)控制策略方面的研究以及應(yīng)用，對(duì)我國工業(yè)化進(jìn)程的加快以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展都有不可替代的重要價(jià)值。

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