關于PLC在工業自動化控制中的應用探究

周原力

中冶長天國際工程有限責任公司

前言

PLC 是一種數字化控制設備，由三種技術融合而成，包括現代通信技術、自動控制技術、計算機技術。在科學技術的推動下，PLC已經告別了單臺器控制，發展成為自動化設備儀器，能夠實現對整個工業流程進行控制。因為PLC 在控制方面的應用能夠滿足工業生產的需求，所以PLC 在工業方面的應用越來越廣泛。從PLC 的發展歷程可以看出，我國工業在自動化控制方面的水平在緩步上升，在工業技術方面的發展越來越快。

1 PLC技術概述

PLC 技術，也就是可編程控制器，其在控制方面具備著較為理想的作用效果，在工業領域更是得到了較為理想的作用價值呈現，尤其是對于工業環境的各個環節控制，更是能夠體現出較強的實用性效果。這種PLC 技術的應用能夠綜合運用數字運算電子系統進行有效處理，進而也就能夠實現對于目標對象的有效分析和優化控制，最終提升工業自動化控制領域的運行效果。具體到PLC 技術的應用過程中來看，其涉及到了計算機技術、通信技術以及控制技術等各個方面的內容，如此也就能夠確保相應控制運行更為可靠，對于以往單純控制模式的應用能夠實現有效優化，抗干擾能力同樣也是比較突出的。

2 基于PLC 的工業自動化控制工作原理

PLC 在運行時所需要進行的工作包括輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新等三個方面[2]。在輸入采樣階段，PLC 會通過掃描的方式按照順序讀入所有輸入狀態以及輸入數據，同時把這些狀態及數據存貯到相應的單元，當這一階段的數據輸入采樣完成以后就可以進行下一步工作了。在用戶程序執行階段，可編程控制器會對用戶程序進行自上而下的掃描，根據掃描結果來執行相應的程序。在對用戶程序進行掃描時，需要按照固定的順序和路線進行程序的計算，固定的順序是指從左到右，自上而下的順序。當用戶程序執行階段完成以后就可以進行下一步的環節。在輸出刷新階段，PLC 的CPU會根據I/O 映像區內對應的狀態和數據對所有的輸出鎖存電路進行刷新，通過輸出的控制電路驅動相應的外圍設備，控制具體執行機構的具體運作。當這一階段的工作結束之后，PLC 的整個運行過程才算完成，即為一個周期。對于不同的工業環境而言，其要求也不一樣，主要體現在PLC 的周期差異，因此不同的工業環境所采用的PLC 周期也不盡相同。

3 PLC在工業電子自動化控制中的應用

下面從系統集中控制、開關量控制、模擬量控制、位置控制、電動機變頻調速控制這幾個方面分析PLC 在工業電子自動化中的具體應用。

3.1 系統集中控制

現代工業生產多數都是循環作業，需要工業設備能夠在一定周期內正常運轉。這需要工業設備本身具備一定的控制能力，能夠控制好運轉時間。PLC 除了能夠對電子自動化設備進行有效控制外，還可以對整個工業生產系統進行控制。PLC 在集中控制方面的應用主要體現在系統邏輯檢測、故障檢測這兩個方面。PLC應用于系統集中控制能夠對工業設備進行集中化管理，通過定時器對設備發出信號，設備通過受控元件接收信號，開始運轉。當生產作業結束時，可以通過PLC 下達停止指令。通過PLC 應用能夠實現對整個工業設備的精準控制，從而提高工業的工作效率。

3.2 開關量控制

傳統的自動化設備由于系統規模相對較小，其接觸器控制系統與繼電器控制系統的問題還不夠明顯。然而隨著工業對系統的不斷擴大，接觸器和繼電器的問題就凸顯出來。這兩個控制系統的路線十分復雜，若是系統出現故障，需要花費很多的時間進行檢測，不利于故障的檢測與修復。兩個控制器存在觸點競爭問題，導致系統運行比較緩慢。PLC 能夠解決這些問題。因為PLC 的結構比較簡單，能夠便于故障維修和檢測。而且軟觸點很多，能夠提高系統的運行速度。PLC 應用于工業電子自動化控制之后，工業生產就不需要浪費大量的時間與人力，能夠便于企業的管理。PLC 開關量在機床方面的應用，能夠提高系統的自動化程度。因為PLC 開關量采用的是系統動作與中間繼電器相對應的設計方法，能夠對系統的運行進行有效控制。這種設計方法需要建立一個順序控制器數學公式，對執行元件進行設計。工業在進行生產時，可以通過模擬仿真進行系統檢測，若是系統順序錯誤，可以進行修改。因此PLC 開關量應用于工業生產，能夠提高設備的可靠性能，在使用壽命和穩定性能方面都有所提升。

3.3 模擬量控制

PLC 能夠通過對模塊的組合實現對系統的靈活控制，從而對模擬量進行控制。在進行模擬量控制時，必須以控制對象特征為基準。由于PLC 在語句方面的控制比較簡單，因此可以對語句進行豐富，形成一個語句控制庫。通過模塊對模擬量應用，對工業生產的過程進行控制，從而達到控制儀表的目的。因為模擬量模塊在系統中的應用，整個工業系統的精度都能夠得到有效的控制。PLC 模擬量應用于工業生產能夠控制熱量，對進行系統的降溫、升溫、保溫等。將PLC 模擬量應用于工業生產，儀器就可以得到有效控制，從而實現對系統精度的控制。現在的很多工業生產都需要特定的環境，PLC模擬量應用于工業生產能夠對工業生產的環境進行精確控制，從而提高工業生產的質量。

3.4 位置控制

現代工業在生產制造方面，已經開始運用機器人進行產品制造。機器人的運行作業，需要工業生產系統能夠對位置、空間區域進行有效控制，使機器人能夠正常工作。

4 結束語

綜上所述，對于工業自動化控制領域的發展優化，借助于PLC技術能夠實現較為理想的作用效果，尤其是相對于傳統的控制體系和模式，PLC 技術更是值得在未來工業自動化控制領域中推廣，并且著眼于位置控制、模擬量控制以及開關量控制進行深入探索，降低可能出現的各類問題和隱患。

[1]閆洪偉，王小麗.工業自動化控制的現狀和發展趨勢分析[J].電子技術與軟件工程，2016(09).