PLC技術在工業自動化中的應用

梅明敏

（荊楚理工學院 機械工程學院，湖北 荊門 448000）

0 引 言

在信息化時代背景下，PLC技術依靠信息計算機技術在工業自動化中的集中控制、模擬控制、位置控制和基本開關量控制等方面起到了重要作用，為工業自動化生產的發展做出了杰出貢獻。但是，在PLC發展過程中也顯露了一些技術或者管理上的問題需要進一步研究，以貼合工業實際生產運轉，更好的為工業自動化服務。

1 PLC技術概述

PLC技術的全稱是可編程控制器，是在自動控制技術的基礎上，融合了先進的計算機技術和通信技術等高新技術。由于PLC技術具有較高的可靠性、變成簡單、設備體積小、抗干擾能力較強、設備組裝方式較為靈活等特點，在工業自動化中被廣泛運用，已經成為工業生產中的主要控制系統。

PLC技術的基本結構就像是一臺計算機，是由電源、通信模塊、功能模塊、中央處理器、儲存器以及輸入輸出端等幾大模塊構成。由這幾大模塊來分布或同步執行以下部分內容：輸入采樣部分、用戶程序執行部分以及數據處理輸出部分[1]。

2 PLC技術的應用特點

2.1 程序簡單，操作便捷

PLC技術借助計算機編程寫出一個統一的控制系統程序，進而實現工業生產自動化。使用者只需要輸入簡單的指令，即可進行操作并且接收需要的相關信息。隨著網絡信息技術的發展，編程制作廠家可以根據生產需要隨時進行程序的編輯修改工作，而且不需要大費周章的拆除零部件再進行組裝，大大簡化了操作流程。

2.2 功能強大，高性價比

PLC技術可以應用計算機控制成百上千的程序，具有較高的功能性，而且這種集中的控制系統方便控制，不需要很大的場地，性價比高且容易管理。在互聯網時代還可以在網上分片分區管理內容的分散處置，用戶還可以根據自己的需要靈活組裝程序和相關零部件，組成其需要的不同功能系統[2]。

2.3 抗干擾強，可信度高

在以往的工業自動化控制中，很多都是使用繼電器控制的方法，繼電器控制受到電氣控制的影響比較大，容易在其控制部分的電力故障時失效，從而出現故障，耽誤工業生產。而PLC技術主要通過大量的軟件編程進行各連接承轉部分的控制，需要的硬件比較少，不僅節省空間還可以降低硬件故障的發生概率，提高對抗外界干擾的能力，能夠有效保障工業生產的順利進行。

2.4 故障較少，維護方便

PLC技術主要是靠編程軟件進行實時控制。因此，其自身的運行狀況也可以通過編程軟件實現自我運行監測和功能顯示，運轉期間發生的各類故障和問題都可以自行監測并簡單處理，其余問題會第一時間上傳錯誤并由廠家進行處理，從而保證其控制的時效性和連續性[3]。

3 PLC技術在工業自動化中的應用

3.1 PLC技術中的開關量控制

PLC技術改變了傳統的繼電器控制線路網絡，減少了繼電器控制系統中各種繁雜的組成部分和線路系統。轉而采用軟件的方式，以“或”“與”“非”門等簡易而高效的邏輯方法來控制各操作系統之間的起承轉合。這種方式的控制系統既可以分散控制各種設備，還可以將不同設備集中到一臺設備上進行控制處理，高效且便捷。

3.2 PLC技術中的模擬量控制

PLC技術運用新的感受器控制裝置，對于在工業自動化生產中的各種影響因素和決定條件進行模擬，能夠將溫度、濕度、壓力、運轉速度等內容轉換成數據的形式進行處理，并反饋到編程中去，可以對其生產的實際情況進行實時動態調控，確保工業生產控制的精確性和可信度。

3.3 PLC技術中的位置控制

在工業生產中的機器設備需要根據不同生產產品進行移形換位。因此，需要對每個機器的位置進行精確定位，PLC技術根據其控制電機發射的脈沖信號對機器進行相關定位發出指令，從而做到精準的位置控制，以此適應實際生產需求[4]。

3.4 PLC技術中的系統集中控制

PLC技術可以借助其自身控制系統進行集中控制，能夠及時發現自身系統的錯誤和故障并且進行修復。在所有工業生產中所有的操作流程和步驟，都需要一定的準備和反應時間來指導其行動。在接受上游步驟傳遞的信號和反應中，PLC技術因為其集中控制的特點，能夠在較短時間內做出精準的判斷并下達指令。由于有完備良好的邏輯程序，使得指令下達既高效又準確，因此，能夠確保生產程序的運用連貫性和準確無誤性，降低生產的時間浪費和產生錯誤的概率。

3.5 PLC技術中的遠程控制

由于PLC技術借助了信息化和網絡化的技術手段，因此可以實現遠程控制效果。運用聯網通信的功能實現設備和流程監控，還可以通過定時器控制的方法，對設備軟件進行日常監測和維護工作，既高效又簡便。此外，可以記錄維護和處理過程的信息，幫助研發人員提取數據進行程序的升級，制作出更先進有效的程序。

3.6 PLC技術中的順序控制

工業生產是流水化作業的，PLC技術不僅可以對單個施工操作部分進行控制，還可以針對整個流水線進行整體的調控。PLC技術的電氣自動化設備可以對所有流程信息進行調控。主站臺和遠程基層站臺之間的連接控制，可以通過信息編程和相應電纜進行聯通，操作人員可以在主機站通過通信模塊來控制設備，從而保證生產流水線的平穩高效運行。

4 PLC技術在工業自動化應用中需要關注的問題

PLC在其發展應用過程中取得了相當的控制效果，但是，同時還應該關注到實際應用過程中的潛在問題和現實問題。由于PLC技術相對封閉性，各個生產廠家所使用的專業設備和模塊不盡相同，各種相關行業內規范尚未統一。因此，很容易出現內部設備不兼容的問題，此外，有關于軟件編程的規范也沒有統一定論，這些問題的存在，制約了PLC的良性長遠發展。

4.1 溫度控制

PLC技術是在計算機技術基礎上實現的，是由計算機相關的零部件結構組成。在使用過程中要注意處理器的核心溫度問題，過高的溫度會影響其使用效率和使用壽命，對生產設備和流水線的控制更是無從談起。因此，需要研發更好的散熱和隔熱系統，保證PLC技術設備的工作溫度處在合理范圍內。

4.2 濕度控制

PLC元件在其使用過程中對周邊環境的濕度有一定要求。由于PLC需要具有很強的抗干擾能力，因此，其元件需要具有非常好的絕緣性，所處環境水汽含量需要設定嚴格的標準，一般需要將其控制在85%以下，保證能夠符合PLC元件要求工作環境的條件[5]。

4.3 空氣環境

在工業自動化生產活動中，有很多工業原料會揮發各種各樣的工業氣體。其中，易燃易爆性質且腐蝕性較高的氣體，對PLC元件的損耗有巨大影響，這種損耗會對PLC對工業自動化控制產生負面影響，影響工業生產。因此，應該將PLC相關的重要元件和工業生產環境進行有效隔離，避免將其暴露在腐蝕性的氣體環境中，影響其正常運轉。

4.4 防干擾設計

在PLC技術的實際運用中，容易受到內部或外部的干擾，主要是來自于內部元件和使用電源之間的輻射產生的內部干擾，信號傳導過程中的信號干擾，電氣運行、周邊環境、通信網絡運轉過程中的各種輻射干擾。這些干擾因素會嚴重影響PLC的工作效率和能力。因此，PLC技術的制作廠家在設計時應該綜合PLC的產品性能，盡量排除或者抑制這些干擾因素，保證其正產運行，進而保障整個工業自動化運轉的控制管理。

5 結 論

隨著科學技術的不斷進步和社會經濟的飛速發展，工業自動化的要求越來越高，PLC技術也在逐步趨于完善。PLC技術在將來仍然是工業自動化中的重要控制手段，因此，要在應用PLC技術的同時解決好各種影響因素，實現對工業生產的有效控制。