PLC技術在工業自動化控制中的應用分析

周書豪 楊亦凡 楊康

摘 要：隨著我國科學技術的不斷發展和進步，越來越多的行業實現了自動化運行的目標，自動化程度的提升一方面能夠加速工業領域的進一步發展，另一方面也能在一定程度上節約企業用人成本，對國家和企業而言具有十分重要的現實意義?；诖耍疚膶LC技術在工業自動化控制中的應用進行了詳細分析，本文首先針對PLC的運行機理進行了詳細介紹，其次，針對PLC在開關控制方面的應用、在過程和運動控制中的應用、在模擬量和集中控制的應用、在變頻控制方面的應用展開了詳細論述，最后，詳細介紹了在PLC使用過程中需要注意的問題，希望通過本文的研究，能夠進一步發揮PLC技術的優勢，進而為其在工業領域更為高效的應用奠定堅實基礎。

關鍵詞：PLC技術；工業自動化控制；應用分析

PLC又可以稱之為可編程序控制器，它作為一種專門在工業環境下運行的自動控制裝置，在工業生產運行過程中起到重要作用，通過應用PLC不僅能夠實現存儲器的存儲功能，而且也可以通過設置內部運行參數使其實現自動控制功能，PLC在工業生產中的良好應用一方面能夠進一步縮減人工成本，進而節約企業人力資源消耗，另一方面，通過使用高精密的PLC系統能夠實現機械自動化控制，對維修、應用等具有十分重要的作用。本文將以PLC技術在工業自動化中的應用為研究對象，對其使用過程中存在的問題進行詳細研究。

1、PLC技術的控制原理

PLC技術的應用離不開邏輯掃描技術的應用，因此可以說PLC技術的控制技術就是順序邏輯掃描技術，其中主要包含三個階段的控制：首先，采樣階段的控制。PLC需要按照順序把每個接口的相關狀態和數據進行掃描，并把掃描出來的內容保存到I/Q映像區單元里，在一個完整的運行周期內，這些接口的相關運行參數不會發生任何改變，當要進行下一周期的運行時，上一周期的參數需要通過掃描進入到系統中，實現自動化保存；其次，用戶程序執行階段，在這一階段，PLC是用梯形圖的形式按順序對用戶從上到下的進行掃描，其順序是由左到右和由上到下，通過掃描每個點的數據，實現邏輯閉合，并把每個狀態的數據進行運算和保存。最后，輸出與刷新階段。這一階段的主要作用是電腦的中央處理器會對整個過程的相關數據進行全部刷新，從而使數據能夠全部輸出和保存，進而為下一階段的開展奠定基礎。

2、PLC技術在工業自動化控制中的應用

PLC技術作為自動化控制系統在工業中的應用較為廣泛，其應用主要體現在開關控制、過程自動化控制、模擬量和集中控制、電機進行變頻控制等幾個方面，本文將從以上幾方面出發，對其應用過程進行詳細研究：（1）PLC在開關控制方面的應用研究。PLC最初在開關控制方面的應用是為了取代繼電保護裝置進行應用，它在工業開關控制方面的應用主要體現在以下幾個方面：首先是其集成了開關控制的功能，能夠實現開關的自動打開與閉合功能，采用PLC開關不僅能夠使開關控制過程更為簡單、靈敏，而且其可信度較高，相比于繼電保護開關而言，在節約人工成本、維護方面具有不小的優勢；其次，PLC控制開關具有十分強大的控制功能，其控制的節點能夠從幾十個到幾萬個不等，這樣不僅能夠提高應用時率，而且大大節省了人力資源，除此之外，PLC開關以控制順序和設計思路作為基礎，在控制過程中能夠通過模擬仿真系統進行直觀圖的繪制圖形，保證了系統的時效性和規范性。最后，PLC開關在應用過程中采用了靈活多變的控制邏輯，能夠在時率以及計數環節進行隨意切換。（2）過程和運動控制。PLC開關自動控制不僅能夠控制離散型控制，而且能夠實現連續化的控制過程，PLC可以通過改變控制算法，使系統的溫度、壓力等各項參數按照要求進行切換，以滿足生產需求，這種類型的PLC開關主要在化工、煉化廠等有鍋爐的地方進行使用。（3）模擬量和集中控制。根據控制對象的不同，PLC控制系統有不同的組合模塊，包括中央處理模塊，輸入輸出模塊，邏輯運算模塊，通信模塊等。 通過每個模塊的組合應用，實現了對系統的有針對性的控制。 通過對PLC的仿真，大大提高了過程控制系統的精度，使系統的加熱，冷卻，保溫過程按計劃嚴格執行，完全滿足工業過程的控制設計和要求。除此之外，PLC還具有很強的中央控制系統，不僅能夠實現工業化的全自動化控制，而且能夠很好的對自身進行控制，在PLC工作過程中，LPC能夠檢測到輸入信號并與記憶模塊之間建立關系，及時對自身運行的故障進行檢測，從而實現故障的檢測與預警功能。（4）電機變頻控制。PLC在電機變頻控制方面的功能很多，不僅能夠很好的控制電機運轉狀況，而且能夠與變頻器共同使用，從而使電機按照不同的速度運轉，通常PLC在運轉時，LPC與P側之間的電壓有所增加，通過指令控制電機轉速，從而使轉速與T值之間形成正相關，進而提升電機轉速。

3、PLC技術在工業應用中應當注意的問題

通過上文敘述可以看出，隨著科學技術的不斷發展，PLC在工業生產中將會扮演越來越重要的角色，PLC技術在近幾年的快速發展已經為其今后的發展奠定了良好基礎，其穩定性較高、適應能力較強的特點能夠保障其在應用過程中具有較高穩定性，這對于工業生產而言的意義較為明顯。但在實際應用過程中，由于工作環境的限制，可能會出現一定的干擾，針對這些問題的出現，在實際應用過程中需要注意以下幾個方面：（1）限制溫度。PLC在使用過程中對溫度的要求較高，通常在零攝氏度以上，55攝氏度以下，因此，在PLC安裝前就需要著重考慮其應用溫度和散熱條件，盡量避開強光照區域和溫度較高的區域，除此之外，由于PLC在應用過程中會造成大量的熱量散失，因此，選擇良好的通風環境和制冷設備尤為關鍵，因此，在對PLC安裝時，一方面需要避開強光照地區，另一方面為了保證PLC的穩定運行，需要對散熱區域加以規劃。（2）注意適度的控制。由于PLC系統中的元件敏感性較強，因此在使用過程中如果其處于較為潮濕的環境，會對元件靈敏性造成一定的阻礙，嚴重時可能會導致元件不能正常運行，因此，在實際應用過程中，相關技術人員需要加強對PLC元件運行環境的控制，使其不要處于潮濕的環境中運行。一般濕度不能超過8590。（3）減小振動對元件靈敏性的影響。針對PLC系統而言，振動是導致其出現不精準的一個主要影響因素，因此我們需要通過控制其運行頻率來減小振動的影響，另一方面，我們在應用時也需要考慮系統的工作狀態，因此振動頻率也不能過小，通常在10赫茲到55赫茲之間最為合適，除此之外，我們還需要考慮其他因素的影響，比如可以通過裝減震膠等措施減小振動的影響。（4）防干擾設置。盡管PLC系統具有高穩定性，但仍受內部干擾，引線干擾和輻射干擾的影響。內部干擾是由PLC組件和電路之間的電磁輻射引起的，PLC設計人員應對其進行干擾，包括信號線和電源傳導的干擾。輻射干擾的情況比較復雜，它產生的環境中充滿各種電磁輻射，包括電視輻射，通信網絡輻射，電輻射等。為了提高PLC系統的穩定性，應通過科學有效的設計，合理的安裝和接線以及電源隔離來有效抑制和屏蔽干擾，以保證PLC系統的正常運行。

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