PLC技術(shù)的工業(yè)自動化控制研究

傘曉旭 夏廣龍 秦磊

摘要：在技術(shù)使用初期，PLC控制技術(shù)主要用于繼電器領(lǐng)域，會通過對原有核心系統(tǒng)的取代，對繼電器實施有效管控。由于該項技術(shù)控制性能較為理想，所以其逐漸被工業(yè)領(lǐng)域所重視，開始在工業(yè)領(lǐng)域，尤其是自動化控制領(lǐng)域得到了廣泛運用。鑒于此，文章結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗，對PLC技術(shù)的工業(yè)自動化控制研究提出了一些建議，僅供參考。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);工業(yè);自動化控制;研究

引言

隨著市場需求變化多樣性發(fā)展，對工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)能力和應(yīng)變市場變化的能力要求也越來越高，PLC控制技術(shù)雖然在實用性、高效性、穩(wěn)定性、成本方面還有較大的提升空間，其靈活的編程特點能為企業(yè)應(yīng)提供強有力的生產(chǎn)優(yōu)勢。

1、工作原理

PLC系統(tǒng)是應(yīng)用數(shù)字技術(shù)與程序輸入的方式發(fā)出執(zhí)行指令，該系統(tǒng)主要包括六個部分，即中央處理器、電源、保存裝置、輸入輸出接口、功能模板與通信裝置。工作原理是通過輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新來完成對生產(chǎn)工序的操作和控制。輸入采樣階段是將產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)參數(shù)以記憶掃描的方式存儲在I/O映象區(qū)，然后對各種信息數(shù)據(jù)進行邏輯運算，并根據(jù)運算結(jié)果，刷新邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)域中對應(yīng)位置的狀態(tài)，或者確定是否執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊指令。當(dāng)程序執(zhí)行環(huán)節(jié)結(jié)束后，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)與數(shù)據(jù)刷新輸出鎖存電路，再通過輸出電路的動力驅(qū)動，支配外部設(shè)備完成整個生產(chǎn)流程。

2、應(yīng)用優(yōu)勢

PLC取代了傳統(tǒng)的中間繼電器、時間繼電器以及計數(shù)器等組件，使得接線工作大幅減少，同時PLC的用戶執(zhí)行程序完全可以在實驗室當(dāng)中模擬調(diào)試完成，如果在系統(tǒng)運行過程中發(fā)生故障，可以通過修改程序指令的方法，快速排除故障隱患，節(jié)省了大量的系統(tǒng)調(diào)試時間。

3、PLC技術(shù)的工業(yè)自動化控制具體應(yīng)用

3.1 PLC運動控制應(yīng)用分析

運動控制主要指對控制對象的位置、速度所做的控制，有時是單坐標(biāo)，控制對象做直線運動，有時是多坐標(biāo)，控制對象做平面、立體、角度變化等運動，甚至還可控制多個對象，這些對象間的運動可能還要有一定的協(xié)調(diào)。工業(yè)生產(chǎn)尤其是制造業(yè)、倉儲物流業(yè)等涉及大量物料、產(chǎn)品半成品的搬運、產(chǎn)品包裝、分揀等操作，這就涉及到運動控制，以機械手分揀產(chǎn)品為例，被分揀出的產(chǎn)品需要通過機械手進行位置的轉(zhuǎn)移，如從流水線上轉(zhuǎn)移到指定的位置，只要有位置的變化就會產(chǎn)生運動，該運動對機械手的控制，可以通過編寫對應(yīng)的PLC程序來完成，只需要將機械手相關(guān)的位置、速度、控制邏輯以程序的方式輸入到PLC中，機械手就可以自動完成規(guī)定的動作，如果需要對機械手的動作進行改進，對PLC程序進行重新編譯即可，對于機械手的抓取控制還會運用到開關(guān)量的控制功能。運動控制功能適用于各種機械、機床、機器人、電梯等會產(chǎn)生物理運動的使用場所。

3.2 PLC在開關(guān)量控制中的應(yīng)用

在我國各大工業(yè)發(fā)展的過程中，開關(guān)量控制的使用與生產(chǎn)控制息息相關(guān)。例如，汽車工業(yè)是最有潛力的PLC行業(yè)之一，主要需對各生產(chǎn)線的工位進行控制，PLC的應(yīng)用數(shù)量非常多，I/O開關(guān)量的控制點數(shù)通常為300個左右，以中型PLC為主。而開關(guān)量控制的一個主要方面，即繼電器設(shè)備的使用。一旦繼電器在工業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)故障，將會致使電力設(shè)備生產(chǎn)工作無法有效的進行。為此，需要借助PLC可編程技術(shù)在開關(guān)量控制中的作用，確保設(shè)備的生產(chǎn)活動，控制生產(chǎn)的質(zhì)量。因此，面對繼電器的開關(guān)控制器的相關(guān)問題，可以使用PLC編程控制技術(shù)進行優(yōu)化處理，有效保證PLC控制系統(tǒng)的安全性與可靠性，實現(xiàn)繼電器的正常使用。另外，采用PLC控制技術(shù)，能夠及時的發(fā)現(xiàn)繼電器開關(guān)反應(yīng)的具體情況，以便第一時間采取相關(guān)的編程控制，保證縮短繼電器開關(guān)控制的反應(yīng)時間。

3.3設(shè)備變頻控制

為保證產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量，一般自動化生產(chǎn)中的基礎(chǔ)設(shè)備都需要不斷進行運轉(zhuǎn)，很容易會出現(xiàn)長時間負(fù)荷問題，并不利于設(shè)備安全使用。為妥善解決這一問題，可通過對PLC技術(shù)的運用對設(shè)備運行狀態(tài)形成有效監(jiān)控，以便通過對其速度實施規(guī)律性控制的方式，將設(shè)備不必要磨損控制在最低，減少設(shè)備檢修概率。同時，可通過對技術(shù)的應(yīng)用，做好設(shè)備運轉(zhuǎn)電壓管控，應(yīng)按照具體設(shè)備運轉(zhuǎn)情況實施變頻控制，從而達到理想化設(shè)備運轉(zhuǎn)效果。

3.4數(shù)據(jù)資源控制

現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)信息，合理做好信息鑒別，篩選有效信息，保證信息整理以及運用質(zhì)量，成為了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵要素。就技術(shù)應(yīng)用情況來看，PLC技術(shù)在數(shù)據(jù)收集、傳輸以及計算等方面有著極為突出的優(yōu)勢，在相同操作環(huán)境以及時間要求下，該項技術(shù)的應(yīng)用，可以更加精準(zhǔn)、快速的完成數(shù)據(jù)資源搜索、篩選與分析等一系列操作，會為自動化生產(chǎn)創(chuàng)造出更多時間并提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)依據(jù)。同時該項技術(shù)的應(yīng)用，還可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)資源潛在價值的深層次挖掘與利用，會通過和數(shù)據(jù)儲存器中數(shù)值展開對比分析的方式，找到數(shù)據(jù)差一點，并結(jié)合實際情況對其展開調(diào)整，會更加高效、精準(zhǔn)的完成各項生產(chǎn)任務(wù)，保證最終產(chǎn)品品質(zhì)。現(xiàn)階段，PLC技術(shù)已經(jīng)在數(shù)據(jù)信息處理方面得到了廣泛運用，不僅能夠在柔性機器制造領(lǐng)域得到科學(xué)使用，同時在食品以及重金屬冶金方面也有著不俗的表現(xiàn)。技術(shù)的合理運用，為自動化改革工作落實奠定了良好基礎(chǔ)。

3.5系統(tǒng)集中控制

工業(yè)生產(chǎn)一般成本投入較大，生產(chǎn)過程一旦出現(xiàn)問題可能會帶來巨大的經(jīng)濟損失，采用自動化的生產(chǎn)工業(yè)雖然提高了效率和準(zhǔn)確率但是并不是萬無一失的，這就要求自動化系統(tǒng)要有一套監(jiān)控方案，而PLC控制技術(shù)可以通過預(yù)先設(shè)定邏輯錯誤檢測程序、時間控制檢測程序、位置限制檢測程序等在系統(tǒng)自身中實現(xiàn)自我檢查功能以達到整個自動化系統(tǒng)的集中控制功能。

4、結(jié)束語

目前我國工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域的發(fā)展需要借助PLC控制體系，輔助完成生產(chǎn)。基于PLC可編程技術(shù)的應(yīng)用，為工業(yè)電氣自動化提供安全、可靠、智能的優(yōu)勢，實現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域的全面革新。另外，技術(shù)研究人員需要在學(xué)習(xí)PLC技術(shù)的過程中，不斷總結(jié)技術(shù)應(yīng)用弊端與經(jīng)驗，以優(yōu)化和改進編程技術(shù)與編程語言，使多種編程語言的并存、互補與發(fā)展作為PLC工業(yè)控制自動化進步的一種趨勢，最終提高我國工業(yè)電氣自動化在未來工業(yè)的核心競爭力。

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（作者單位：賽輪（沈陽）輪胎有限公司）