PLC技術在自動化控制中的應用探討

劉明超

摘要：社會經(jīng)濟快速發(fā)展背景下，我國技術手段持續(xù)更新的同時，各行各業(yè)與現(xiàn)代技術的融合都為行業(yè)的改革與創(chuàng)新提供了動力，而PLC技術作為計算機技術發(fā)展背景下而產(chǎn)生的新興技術，既能實現(xiàn)設備的自動化控制，同時也能提高工作質(zhì)量、改進工作效率，以工作運行狀態(tài)下的智能化、自動化來改善傳統(tǒng)人工操作存在的不足與缺陷。PLC技術主要利用計算機信息技術在數(shù)字運算制，實現(xiàn)對于海量數(shù)據(jù)信息的高速處理，以數(shù)據(jù)的存儲與運算來實現(xiàn)工作狀態(tài)下的自動化控制。PLC技術在其實踐背景下主要通過計算機技術與電子信息技術的應用，以技術為基礎，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化控制。

關鍵詞：PLC技術;自動化控制

引言

隨著社會的不斷進步以及科學技術的不斷發(fā)展，在當今時代所有的加工型、制造型企業(yè)，現(xiàn)在的生產(chǎn)模式相比較之前的生產(chǎn)模式有了很大的進步，企業(yè)和單位為了效益，就會加大這些信息化產(chǎn)品的配置，其中PLC的應用就尤為重要。同時企業(yè)要知道現(xiàn)在的電氣控制主要是一種集成化的控制模式，所以本文就將結合工程實際當中的應用，來探討一下PLC在自動化控制中的應用與分析。

1 PLC技術工作原理

PLC通常以循環(huán)掃描的方式進行工作。將PLC接通電源后，就可以對用戶程序進行掃描了，完成一次掃描后將用戶程序存儲起來，之后再讓系統(tǒng)執(zhí)行程序完成規(guī)定的任務，周而復始，直至PLC停止運行。掃描周期是指完成一次掃描所用的時間，一次完整的循環(huán)過程可以歸納為五個階段，分別為公共處理階段、執(zhí)行用戶程序階段、掃描周期計算階段、I/O口刷新階段以及外設口服務階段。

（1）公共處理階段。在此階段，PLC會進行如下操作：對監(jiān)視定時器進行復位、對所接外部設備進行檢查以及對用戶的內(nèi)存狀態(tài)進行檢查等。如果在處理時有異常情況發(fā)生，故障顯示電路就會被接通，顯示燈打開的同時會對異常原因進行判斷和顯示。

（2）執(zhí)行用戶程序階段。在此階段主要是進行對映像寄存器中存儲的數(shù)據(jù)進行讀取、解釋以及執(zhí)行的工作。

（3）掃描周期的計算。在此階段，如果隨掃描周期提前進行了設置，則不會立即進行下面的掃描工作，直至達到設定值才能繼續(xù)向下掃描。若沒有提前設置，則要完成整個周期的掃描計算。

（4）I/O刷新階段。I/O刷新階段，主要分為讀各輸入點的狀態(tài)和讀輸出映像寄存器中的狀態(tài)。

2 PLC技術在自動化控制中的應用

2.1可編程邏輯控制

可編程邏輯控制器（PLC）是一種集成性、微處理性的數(shù)據(jù)運算體系，其在執(zhí)行某一項程序時，是通過對 PLC 內(nèi)部的數(shù)據(jù)整合功能進行一系列的數(shù)據(jù)操作。例如在 CPU、存儲器、I/O 接口、模擬轉換功能的支持下，可以真正對內(nèi)部數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的各類邏輯關系進行表達，令當前系統(tǒng)操作過程中，可按照時序性、模擬性等，將各類指令操作進行精準闡述，且此過程中可以有效規(guī)避不同數(shù)據(jù)指令所產(chǎn)生的任何執(zhí)行沖突問題。在自動化控制及其實現(xiàn)過程中，主要是通過數(shù)據(jù)采集、程序運算、數(shù)據(jù)輸出三個層面。

（1）在數(shù)據(jù)采集階段，可編程邏輯控制器針對設備運行過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進行采集，并按照終端執(zhí)行機構與集成控制系統(tǒng)的對應功能，確保數(shù)據(jù)信息的羅列可映射到相應的數(shù)據(jù)存儲單元中。

（2）在程序運算階段。此類運算模式是按照可編程邏輯控制中的邏輯順序進行排列的，其通過對模型內(nèi)的數(shù)據(jù)進行分析，然后結合數(shù)據(jù)輸入接口與輸出接口之間的對接功能，縮短數(shù)據(jù)信息在傳輸過程中的響應時間。

（3）在數(shù)據(jù)輸出方面。當 PLC 完成數(shù)據(jù)傳輸及刷新周期時，可以通過系統(tǒng)的鎖存功能，將數(shù)據(jù)驅(qū)動載體建立在邏輯功能之上，以實現(xiàn)邏輯處理中數(shù)據(jù)輸出值的精準傳輸。

從具體實現(xiàn)效果來講，依托于 PLC 集成功能、多式協(xié)調(diào)處理功能的實現(xiàn)，可有效提高數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)目煽啃裕瑥亩鴮υO備進行精確化操控，滿足工程設備的運行訴求。

2.2順序控制

在應用自動化控制設備時，與原有的系統(tǒng)之間是通過順序控制的模式來實現(xiàn)聯(lián)系，其中PLC技術則能夠?qū)樞蚩刂七M行直接管理。隨著可用資源的不斷減少，如何利用科學技術提高資源利用率已經(jīng)成為目前備受關注的核心問題，PLC技術通過在自動化控制設備中的順序控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)的單向性控制，一方面能夠提高資源的利用率、減少不必要的資源浪費，另一方面還能夠增強對設備的控制效率，提高自動化程度。PLC技術在具體的工程中，主要的控制對象為開關量，同時實現(xiàn)對控制元件的進一步優(yōu)化，提升其靈敏度的同時，還能夠妥善解決以往的順序紊亂的現(xiàn)象，有效的保障了控制的效果。

2.3開關控制

目前，PLC技術在不斷進步，相比以往增添了很多新的功能，應用的范圍越來越廣泛，功能越來越全。尤其現(xiàn)在是互聯(lián)網(wǎng)的時代，PLC與網(wǎng)絡技術相結合，發(fā)揮了更大的控制優(yōu)勢。現(xiàn)代中開關控制采用PLC控制得越來越多。除此之外，很早之前的開關控制是通過斷路器的開關，切斷電源實現(xiàn)安全防護。采用這種斷路器的開關控制方式存在不足之處，不但斷路器切斷的過程中反應時間比較長，而且對設備壽命有一定影響，同時維修不方便，效率極低。現(xiàn)在采用PLC代替斷路器后，使用的是虛擬的繼電器，這樣既減少斷路器防護存在的不足，又減少了開關通斷的反應時間，使得問題出現(xiàn)能夠及時得到維修，大大提高生產(chǎn)效率。所以，在自動化控制中使用PLC進行控制，應該熟練掌握PLC的控制特點，發(fā)揮PLC最大功能，提高自動化的控制能力。

3 PLC技術發(fā)展趨勢

隨著信息時代的飛速發(fā)展，當前時代發(fā)展的主要趨勢就是數(shù)字信息化技術的發(fā)展，要想使PLC技術能夠適應這個飛速發(fā)展的社會，研究人員就要結合當前社會的發(fā)展特點，對PLC技術應用過程中出現(xiàn)的各種的狀況進行不斷完善，爭取讓PLC技術適用于社會發(fā)展的各個領域中，然后促進各個行業(yè)的發(fā)展。PLC技術的應用受所處環(huán)境溫度和濕度的影響，它的適用溫度大概在0℃～50℃之間，濕度≤85℃。因此，只有合理控制好所處的環(huán)境PLC技術才能發(fā)揮最大的作用，低于這個最適溫度和濕度只能使PLC技術發(fā)揮微弱的作用，超過了最適溫度和濕度，就會會使PLC技術發(fā)揮相反的作用。相關的技術人員可以研究出一個自動化控制的系統(tǒng)去調(diào)節(jié)周圍的運行環(huán)境，當環(huán)境不適時，這個系統(tǒng)就會自動調(diào)節(jié)使得周圍的環(huán)境達到最適的運行環(huán)境。改變系統(tǒng)的干擾能力。由于我國的電力行業(yè)極速發(fā)展，所以人類對該系統(tǒng)運營的安全性要求也越來越高。此外，PLC技術應用的過程是一個非常復雜的過程，所以需要技術人員在該技術運用過程中仔細觀察，研究出是什么干擾該系統(tǒng)的運行，然后進行改進，不斷發(fā)現(xiàn)不斷改進不斷完善，漸漸地讓PLC技術運用的防干擾能力越來越強。

結語

由于現(xiàn)在的PLC技術具有較好的發(fā)展前景，智能化與集成化程度較高，而且在實際的工作中具有很強的適應性等諸多特點，正在慢慢的代替一些傳統(tǒng)的控制單元，使單位和企業(yè)的生產(chǎn)能力有所提高，這樣的發(fā)展不單能夠?qū)ζ髽I(yè)、生產(chǎn)單位的生產(chǎn)結構進行有效的優(yōu)化，還能讓生產(chǎn)出的產(chǎn)品體整體效率有大幅度的提升，降低自身的生產(chǎn)成本，同時相關的專業(yè)技術人員要做好創(chuàng)新與發(fā)展工作，不斷對現(xiàn)有的PLC編程集成化技術進行開發(fā)和使用，讓工業(yè)化流水線的自動化程度得到有效的發(fā)展。

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