PLC技術的工業自動化控制研究

傘曉旭 夏廣龍 秦磊

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

關鍵詞：PLC技術;工業;自動化控制;研究

引言

隨著市場需求變化多樣性發展，對工業企業的生產能力和應變市場變化的能力要求也越來越高，PLC控制技術雖然在實用性、高效性、穩定性、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應提供強有力的生產優勢。

1、工作原理

PLC系統是應用數字技術與程序輸入的方式發出執行指令，該系統主要包括六個部分，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、程序執行、輸出刷新來完成對生產工序的操作和控制。輸入采樣階段是將產品的相關技術參數以記憶掃描的方式存儲在I/O映象區，然后對各種信息數據進行邏輯運算，并根據運算結果，刷新邏輯線圈在系統RAM存儲區域中對應位置的狀態，或者確定是否執行該梯形圖所規定的特殊指令。當程序執行環節結束后，CPU按照I/O映象區內對應的狀態與數據刷新輸出鎖存電路，再通過輸出電路的動力驅動，支配外部設備完成整個生產流程。

2、應用優勢

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

3、PLC技術的工業自動化控制具體應用

3.1 PLC運動控制應用分析

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，控制對象做直線運動，有時是多坐標，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調。工業生產尤其是制造業、倉儲物流業等涉及大量物料、產品半成品的搬運、產品包裝、分揀等操作，這就涉及到運動控制，以機械手分揀產品為例，被分揀出的產品需要通過機械手進行位置的轉移，如從流水線上轉移到指定的位置，只要有位置的變化就會產生運動，該運動對機械手的控制，可以通過編寫對應的PLC程序來完成，只需要將機械手相關的位置、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、電梯等會產生物理運動的使用場所。

3.2 PLC在開關量控制中的應用

在我國各大工業發展的過程中，開關量控制的使用與生產控制息息相關。例如，汽車工業是最有潛力的PLC行業之一，主要需對各生產線的工位進行控制，PLC的應用數量非常多，I/O開關量的控制點數通常為300個左右，以中型PLC為主。而開關量控制的一個主要方面，即繼電器設備的使用。一旦繼電器在工業生產中出現故障，將會致使電力設備生產工作無法有效的進行。為此，需要借助PLC可編程技術在開關量控制中的作用，確保設備的生產活動，控制生產的質量。因此，面對繼電器的開關控制器的相關問題，可以使用PLC編程控制技術進行優化處理，有效保證PLC控制系統的安全性與可靠性，實現繼電器的正常使用。另外，采用PLC控制技術，能夠及時的發現繼電器開關反應的具體情況，以便第一時間采取相關的編程控制，保證縮短繼電器開關控制的反應時間。

3.3設備變頻控制

為保證產品生產數量，一般自動化生產中的基礎設備都需要不斷進行運轉，很容易會出現長時間負荷問題，并不利于設備安全使用。為妥善解決這一問題，可通過對PLC技術的運用對設備運行狀態形成有效監控，以便通過對其速度實施規律性控制的方式，將設備不必要磨損控制在最低，減少設備檢修概率。同時，可通過對技術的應用，做好設備運轉電壓管控，應按照具體設備運轉情況實施變頻控制，從而達到理想化設備運轉效果。

3.4數據資源控制

現代化工業生產過程會產生海量數據信息，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量，成為了現代工業生產關鍵要素。就技術應用情況來看，PLC技術在數據收集、傳輸以及計算等方面有著極為突出的優勢，在相同操作環境以及時間要求下，該項技術的應用，可以更加精準、快速的完成數據資源搜索、篩選與分析等一系列操作，會為自動化生產創造出更多時間并提供精準數據依據。同時該項技術的應用，還可實現對數據資源潛在價值的深層次挖掘與利用，會通過和數據儲存器中數值展開對比分析的方式，找到數據差一點，并結合實際情況對其展開調整，會更加高效、精準的完成各項生產任務，保證最終產品品質。現階段，PLC技術已經在數據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域得到科學使用，同時在食品以及重金屬冶金方面也有著不俗的表現。技術的合理運用，為自動化改革工作落實奠定了良好基礎。

3.5系統集中控制

工業生產一般成本投入較大，生產過程一旦出現問題可能會帶來巨大的經濟損失，采用自動化的生產工業雖然提高了效率和準確率但是并不是萬無一失的，這就要求自動化系統要有一套監控方案，而PLC控制技術可以通過預先設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自身中實現自我檢查功能以達到整個自動化系統的集中控制功能。

4、結束語

目前我國工業電氣自動化領域的發展需要借助PLC控制體系，輔助完成生產。基于PLC可編程技術的應用，為工業電氣自動化提供安全、可靠、智能的優勢，實現工業領域的全面革新。另外，技術研究人員需要在學習PLC技術的過程中，不斷總結技術應用弊端與經驗，以優化和改進編程技術與編程語言，使多種編程語言的并存、互補與發展作為PLC工業控制自動化進步的一種趨勢，最終提高我國工業電氣自動化在未來工業的核心競爭力。

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（作者單位：賽輪（沈陽）輪胎有限公司）