工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

張嘎

(濱州渤海活塞有限公司,山東濱州 256600)

PLC技術(shù)是英文Programmable Logic Controller的簡稱,隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展及其生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步,PLC被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中的控制系統(tǒng)中,并取得了良好的應(yīng)用成果。PLC控制系統(tǒng)的核心技術(shù)是微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù),在這兩種技術(shù)的輔助下,PLC控制系統(tǒng)的功能得到了大幅度提升;從微觀的視角來看,PLC控制系統(tǒng)由五部分組成,分別是電源、功能模塊、接觸器、存儲(chǔ)器和通信模塊。強(qiáng)化PLC控制系統(tǒng)的實(shí)用功能,促進(jìn)該系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的良好發(fā)展,則需要全面優(yōu)化工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。本文將簡單介紹PLC控制系統(tǒng)的基本定義,并淺談如何優(yōu)化工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

1 PLC控制系統(tǒng)的基本定義

PLC控制系統(tǒng)的全稱是Programmable Logic Controller,該系統(tǒng)是工業(yè)自動(dòng)化的重要支撐,不僅能夠順利完成工業(yè)生產(chǎn)中的編程,而且能夠發(fā)揮存儲(chǔ)器的作用,將所有編入程序進(jìn)行存儲(chǔ)。此外,PLC控制系統(tǒng)能夠全面監(jiān)控工業(yè)自動(dòng)化的生產(chǎn)過程,做好邏輯運(yùn)算工作,對(duì)時(shí)間與動(dòng)態(tài)進(jìn)行控制。目前,PLC控制系統(tǒng)的首要工作是輸入工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)采樣,接著,將所有采樣數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動(dòng)化整合處理,將其編入自動(dòng)化程序中,在實(shí)施控制系統(tǒng)輸出。在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)和PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行過程中,工作人員必須嚴(yán)格遵守該系統(tǒng)的操作步驟,借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)做好工業(yè)生產(chǎn)信息的掃描、收集、整理與判斷工作,保證邏輯運(yùn)算結(jié)果的精確度,然后檢驗(yàn)運(yùn)算數(shù)據(jù),確保其正確無誤之后再存入RAM存儲(chǔ)器中,并實(shí)施自動(dòng)化信息刷新以及輸出。而且,當(dāng)代PLC控制系統(tǒng)的核心技術(shù)是微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù),該系統(tǒng)的五大組成部分是電源、功能模塊、接觸器、存儲(chǔ)器和通信模塊,因此具備高度電子化、集成化、自動(dòng)化與智能化,能夠有效擴(kuò)大數(shù)據(jù)信息的運(yùn)算與存儲(chǔ)量,提升工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)質(zhì)量[1]。另一方面,PLC控制系統(tǒng)能夠復(fù)制和再現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的全過程,構(gòu)建虛擬模型,合成生產(chǎn)過程中的所有信息,滿足現(xiàn)代企業(yè)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)的需求。

2 如何優(yōu)化工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

2.1 順應(yīng)PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)

從工業(yè)發(fā)展史的角度來看,當(dāng)前PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域起到了重要支撐作用,能夠滿足當(dāng)代企業(yè)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)的需求,輔助本組織保質(zhì)保量地完成生產(chǎn)與加工工作。而且,PLC控制系統(tǒng)能夠輔助工作人員針對(duì)所有產(chǎn)品做好質(zhì)量在線檢測(cè)工作,嚴(yán)格控制生產(chǎn)流程,確保產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)的精確度。順應(yīng)PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì),優(yōu)化該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,工作人員應(yīng)重視結(jié)合本企業(yè)的生產(chǎn)需求,在工作過程中,全面提高PLC控制系統(tǒng)的信息監(jiān)控質(zhì)量,這樣方能對(duì)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)實(shí)施集中性監(jiān)控,確保企業(yè)細(xì)加工,推動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化與信息化,輔助本組織研發(fā)新產(chǎn)品[2]。

2.2 優(yōu)化PLC控制系統(tǒng)的安裝環(huán)境

發(fā)揮PLC控制系統(tǒng)的作用,則必須注重優(yōu)化該系統(tǒng)的安裝環(huán)境,切忌將PLC控制系統(tǒng)安裝于電場(chǎng)和強(qiáng)磁場(chǎng)中。此外,不能將PLC控制系統(tǒng)安置在震動(dòng)頻繁而異常或者陽光直射地區(qū),要將安裝環(huán)境的溫度控制在0到55攝氏度以內(nèi),環(huán)境濕度不能低于35%也不得高于85%。另一方面,要為PLC控制系統(tǒng)配置良好的防水防塵結(jié)構(gòu)層,將CPU與擴(kuò)展單元實(shí)施垂直安裝。

2.3 準(zhǔn)確定位PLC控制系統(tǒng)的安裝位置

科學(xué)定位PLC控制系統(tǒng)的安裝位置方能避免出現(xiàn)電氣干擾和控制屏現(xiàn)象。在安裝過程中,工作人員應(yīng)該嚴(yán)格遵照安裝規(guī)則,為PLC控制系統(tǒng)配備嚴(yán)密的封閉式防塵箱,在執(zhí)行垂直安裝時(shí)要把握好空氣中的流動(dòng)限度,避免雜物通過風(fēng)速進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。

2.4 處理好PLC控制系統(tǒng)的外部干擾因素

在安裝PLC控制系統(tǒng)之前要嚴(yán)密考察周圍環(huán)境的感染系數(shù),抵御來自外部的電壓感染、電波干擾、高頻電壓干擾、輸入信號(hào)干擾、接地干擾和電磁接觸器干擾,為PLC控制系統(tǒng)安裝良好的隔離變壓器、外接穩(wěn)壓器、裝濾波器、獨(dú)立接地設(shè)備等,這樣能夠有效降低外部環(huán)境的干擾系數(shù)。

2.5 加強(qiáng)PLC控制系統(tǒng)的多重控制

加強(qiáng)PLC控制系統(tǒng)的多重控制主要是加強(qiáng)該系統(tǒng)的過程控制、運(yùn)行控制、通信控制、開關(guān)量邏輯控制和安全回路控制。對(duì)于PLC控制系統(tǒng)的過程控制,要結(jié)合工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)工藝和安全要素,發(fā)揮過程控制開關(guān)的作用,對(duì)機(jī)械設(shè)備實(shí)施定時(shí)與定位控制;實(shí)施PLC技術(shù)運(yùn)行控制,則需要先輸入或者輸出動(dòng)作信號(hào),確保PLC控制系統(tǒng)的供電線路經(jīng)過了規(guī)定的時(shí)間與位置,再運(yùn)用自動(dòng)化原理實(shí)施運(yùn)行控制;對(duì)于通信控制,應(yīng)借助計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和RAM存儲(chǔ)器及時(shí)實(shí)現(xiàn)信息傳遞,全面控制、了解和監(jiān)視工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,促進(jìn)信息通信技術(shù)和自動(dòng)化生產(chǎn)控制技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,組建工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)及其數(shù)據(jù)庫,從而有效加強(qiáng)通信控制;在實(shí)施開關(guān)量邏輯控制的過程中,應(yīng)注意完善工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制系統(tǒng),對(duì)原有的控制系統(tǒng)進(jìn)行全面復(fù)制,使用模擬程序來代替原來的繼電系統(tǒng),這樣能夠保證其安全運(yùn)轉(zhuǎn),加強(qiáng)繼電器的邏輯功能;對(duì)于安全回路控制,要注重優(yōu)化工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備供電系統(tǒng)的兩地控制電路,為每臺(tái)設(shè)備配以多個(gè)操控部件或開關(guān)以便于操控,實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)控制[3]。另外,要配備新款主令電器,確保其質(zhì)量優(yōu)、操作簡便、控制范圍廣泛。而且,要確保PLC控制系統(tǒng)的安全回路開關(guān)能夠迅速完成設(shè)備起動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)和變速以及互鎖等控制工作,以此提升PLC控制系統(tǒng)的綜合性能。

2.6 完善軟件編制系統(tǒng)

提高PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用效果,必須充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù),完善PLC的軟件編制系統(tǒng),可以使用軟件包編程或者現(xiàn)代化圖形編程器先繪制梯形圖,接著進(jìn)行軟件系統(tǒng)編程,編程完畢后,對(duì)程序進(jìn)行必要地調(diào)試,這樣能夠提升軟件編制系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。

3 結(jié)語

綜上所述,在工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的21世紀(jì),PLC控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中,為實(shí)現(xiàn)當(dāng)代企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化提供了重要支撐。提升PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域的價(jià)值作用,則需要不斷完善該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,強(qiáng)化PLC控制系統(tǒng)的綜合功能。

[1]林耀忠.PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用及發(fā)展探討[J].通訊世界,2013,(3):38-39.

[2]孟紅秀.PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用中干擾問題解決措施[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),2015,(7):164.

[3]令榮.基于PLC和觸摸屏的開放式立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].蘭州交通大學(xué),2014.