PLC技術(shù)在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用分析

1、    plc技術(shù)在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用分析    周書豪 楊亦凡 楊康摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，越來越多的行業(yè)實(shí)現(xiàn)了自動化運(yùn)行的目標(biāo)，自動化程度的提升一方面能夠加速工業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，另一方面也能在一定程度上節(jié)約企業(yè)用人成本，對國家和企業(yè)而言具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義?；诖耍疚膶lc技術(shù)在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析，本文首先針對plc的運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)介紹，其次，針對plc在開關(guān)控制方面的應(yīng)用、在過程和運(yùn)動控制中的應(yīng)用、在模擬量和集中控制的應(yīng)用、在變頻控制方面的應(yīng)用展開了詳細(xì)論述，最后，詳細(xì)介紹了在plc使用過程中需要

2、注意的問題，希望通過本文的研究，能夠進(jìn)一步發(fā)揮plc技術(shù)的優(yōu)勢，進(jìn)而為其在工業(yè)領(lǐng)域更為高效的應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：plc技術(shù)；工業(yè)自動化控制；應(yīng)用分析plc又可以稱之為可編程序控制器，它作為一種專門在工業(yè)環(huán)境下運(yùn)行的自動控制裝置，在工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行過程中起到重要作用，通過應(yīng)用plc不僅能夠?qū)崿F(xiàn)存儲器的存儲功能，而且也可以通過設(shè)置內(nèi)部運(yùn)行參數(shù)使其實(shí)現(xiàn)自動控制功能，plc在工業(yè)生產(chǎn)中的良好應(yīng)用一方面能夠進(jìn)一步縮減人工成本，進(jìn)而節(jié)約企業(yè)人力資源消耗，另一方面，通過使用高精密的plc系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械自動化控制，對維修、應(yīng)用等具有十分重要的作用。本文將以plc技術(shù)在工業(yè)自動化中的應(yīng)用為研究對象，對其使用

3、過程中存在的問題進(jìn)行詳細(xì)研究。1、plc技術(shù)的控制原理plc技術(shù)的應(yīng)用離不開邏輯掃描技術(shù)的應(yīng)用，因此可以說plc技術(shù)的控制技術(shù)就是順序邏輯掃描技術(shù)，其中主要包含三個階段的控制：首先，采樣階段的控制。plc需要按照順序把每個接口的相關(guān)狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，并把掃描出來的內(nèi)容保存到i/q映像區(qū)單元里，在一個完整的運(yùn)行周期內(nèi)，這些接口的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)不會發(fā)生任何改變，當(dāng)要進(jìn)行下一周期的運(yùn)行時(shí)，上一周期的參數(shù)需要通過掃描進(jìn)入到系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)自動化保存；其次，用戶程序執(zhí)行階段，在這一階段，plc是用梯形圖的形式按順序?qū)τ脩魪纳系较碌倪M(jìn)行掃描，其順序是由左到右和由上到下，通過掃描每個點(diǎn)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)邏輯閉合，并把

4、每個狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和保存。最后，輸出與刷新階段。這一階段的主要作用是電腦的中央處理器會對整個過程的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全部刷新，從而使數(shù)據(jù)能夠全部輸出和保存，進(jìn)而為下一階段的開展奠定基礎(chǔ)。2、plc技術(shù)在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用plc技術(shù)作為自動化控制系統(tǒng)在工業(yè)中的應(yīng)用較為廣泛，其應(yīng)用主要體現(xiàn)在開關(guān)控制、過程自動化控制、模擬量和集中控制、電機(jī)進(jìn)行變頻控制等幾個方面，本文將從以上幾方面出發(fā)，對其應(yīng)用過程進(jìn)行詳細(xì)研究：（1）plc在開關(guān)控制方面的應(yīng)用研究。plc最初在開關(guān)控制方面的應(yīng)用是為了取代繼電保護(hù)裝置進(jìn)行應(yīng)用，它在工業(yè)開關(guān)控制方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先是其集成了開關(guān)控制的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)

5、開關(guān)的自動打開與閉合功能，采用plc開關(guān)不僅能夠使開關(guān)控制過程更為簡單、靈敏，而且其可信度較高，相比于繼電保護(hù)開關(guān)而言，在節(jié)約人工成本、維護(hù)方面具有不小的優(yōu)勢；其次，plc控制開關(guān)具有十分強(qiáng)大的控制功能，其控制的節(jié)點(diǎn)能夠從幾十個到幾萬個不等，這樣不僅能夠提高應(yīng)用時(shí)率，而且大大節(jié)省了人力資源，除此之外，plc開關(guān)以控制順序和設(shè)計(jì)思路作為基礎(chǔ)，在控制過程中能夠通過模擬仿真系統(tǒng)進(jìn)行直觀圖的繪制圖形，保證了系統(tǒng)的時(shí)效性和規(guī)范性。最后，plc開關(guān)在應(yīng)用過程中采用了靈活多變的控制邏輯，能夠在時(shí)率以及計(jì)數(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行隨意切換。（2）過程和運(yùn)動控制。plc開關(guān)自動控制不僅能夠控制離散型控制，而且能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化的控

6、制過程，plc可以通過改變控制算法，使系統(tǒng)的溫度、壓力等各項(xiàng)參數(shù)按照要求進(jìn)行切換，以滿足生產(chǎn)需求，這種類型的plc開關(guān)主要在化工、煉化廠等有鍋爐的地方進(jìn)行使用。（3）模擬量和集中控制。根據(jù)控制對象的不同，plc控制系統(tǒng)有不同的組合模塊，包括中央處理模塊，輸入輸出模塊，邏輯運(yùn)算模塊，通信模塊等。 通過每個模塊的組合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)的有針對性的控制。 通過對plc的仿真，大大提高了過程控制系統(tǒng)的精度，使系統(tǒng)的加熱，冷卻，保溫過程按計(jì)劃嚴(yán)格執(zhí)行，完全滿足工業(yè)過程的控制設(shè)計(jì)和要求。除此之外，plc還具有很強(qiáng)的中央控制系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化的全自動化控制，而且能夠很好的對自身進(jìn)行控制，在plc工作過

7、程中，lpc能夠檢測到輸入信號并與記憶模塊之間建立關(guān)系，及時(shí)對自身運(yùn)行的故障進(jìn)行檢測，從而實(shí)現(xiàn)故障的檢測與預(yù)警功能。（4）電機(jī)變頻控制。plc在電機(jī)變頻控制方面的功能很多，不僅能夠很好的控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，而且能夠與變頻器共同使用，從而使電機(jī)按照不同的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，通常plc在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，lpc與p側(cè)之間的電壓有所增加，通過指令控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而使轉(zhuǎn)速與t值之間形成正相關(guān)，進(jìn)而提升電機(jī)轉(zhuǎn)速。3、plc技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)注意的問題通過上文敘述可以看出，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，plc在工業(yè)生產(chǎn)中將會扮演越來越重要的角色，plc技術(shù)在近幾年的快速發(fā)展已經(jīng)為其今后的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)，其穩(wěn)定性較高、適應(yīng)能力較

8、強(qiáng)的特點(diǎn)能夠保障其在應(yīng)用過程中具有較高穩(wěn)定性，這對于工業(yè)生產(chǎn)而言的意義較為明顯。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于工作環(huán)境的限制，可能會出現(xiàn)一定的干擾，針對這些問題的出現(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用過程中需要注意以下幾個方面：（1）限制溫度。plc在使用過程中對溫度的要求較高，通常在零攝氏度以上，55攝氏度以下，因此，在plc安裝前就需要著重考慮其應(yīng)用溫度和散熱條件，盡量避開強(qiáng)光照區(qū)域和溫度較高的區(qū)域，除此之外，由于plc在應(yīng)用過程中會造成大量的熱量散失，因此，選擇良好的通風(fēng)環(huán)境和制冷設(shè)備尤為關(guān)鍵，因此，在對plc安裝時(shí)，一方面需要避開強(qiáng)光照地區(qū)，另一方面為了保證plc的穩(wěn)定運(yùn)行，需要對散熱區(qū)域加以規(guī)劃。（2）注意適度

9、的控制。由于plc系統(tǒng)中的元件敏感性較強(qiáng)，因此在使用過程中如果其處于較為潮濕的環(huán)境，會對元件靈敏性造成一定的阻礙，嚴(yán)重時(shí)可能會導(dǎo)致元件不能正常運(yùn)行，因此，在實(shí)際應(yīng)用過程中，相關(guān)技術(shù)人員需要加強(qiáng)對plc元件運(yùn)行環(huán)境的控制，使其不要處于潮濕的環(huán)境中運(yùn)行。一般濕度不能超過8590。（3）減小振動對元件靈敏性的影響。針對plc系統(tǒng)而言，振動是導(dǎo)致其出現(xiàn)不精準(zhǔn)的一個主要影響因素，因此我們需要通過控制其運(yùn)行頻率來減小振動的影響，另一方面，我們在應(yīng)用時(shí)也需要考慮系統(tǒng)的工作狀態(tài)，因此振動頻率也不能過小，通常在10赫茲到55赫茲之間最為合適，除此之外，我們還需要考慮其他因素的影響，比如可以通過裝減震膠等措施減小振動的影響。（4）防干擾設(shè)置。盡管plc系統(tǒng)具有高穩(wěn)定性，但仍受內(nèi)部干擾，引線干擾和輻射干擾的影響。內(nèi)部干擾是由plc組件和電路之間的電磁輻射引起的，plc設(shè)計(jì)人員應(yīng)對其進(jìn)行干擾，包括信號線和電源傳導(dǎo)的干擾。輻射干擾的情況比較復(fù)雜，它產(chǎn)生的環(huán)境中充滿各種電磁輻射，包括電視輻射，通信網(wǎng)絡(luò)輻射，電輻射等。為了提高plc系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)通過科學(xué)有效的設(shè)計(jì)，合理的安裝和接線以及電源隔離來有效抑制和屏蔽干擾，以保證plc系統(tǒng)的正常運(yùn)行。參考文獻(xiàn)：1劉會：工業(yè)自動化控制的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，硅谷，2010年第2期.2章昌南