PLC技术在工业自动化中的运用分析

黄河

摘 要：PLC本身所具备的强抗干扰能力在条件恶劣的工业环境中得到广泛运用，其操作简便、结构模块化，扩展能力强等优点成为工业自动化生产中必不可少的组成部分。本文主要分析PLC技术发展方向，以及在工业自动化中的运用状况。

关键词：PLC 工业自动化 工业控制

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（c）-0061-01

1 可编程控制器（PLC）概述

PLC是建立在数字技术之上，运用数字运算电子系统将计算机技术、自动控制技术、通讯技术融为一体，专门为工业生产服务的自动化核心装备。随着数字技术和计算机科技的发展，PLC的研发和运用获得广阔的发展空间。通常PLC可分为固定式和组合式两种，根据I/O点数的多少又可分为小型PLC、中型PLC和大型PLC三种，不同型号PLC具有不同特点，适用于不同工业生产范围。当PLC投入运行后，由其工作原理决定的扫面周期共分为输入采样、用户程序执行、输出刷新三个阶段，在整个工作运行的流程中，PLC的CPU一直在重复循环的执行上述三个阶段的命令。

2 PLC技术应用

2.1 在工业生产系统及操控具体位置的应用

通常在正常的工业生产过程中，为了保障对整个生产流程的有效控制，在PLC中会根据工业生产要求相应设置6个功能模块，每个模块具备不同功能来对应不同的生产控制要求，分别为模拟参数控制模块、I/O模块、位置控制模块、高速计数模块、通讯传输模块、主机管理模块。工业生产的每个环节具备不同的工作属性和性质特征，PLC技术控制的不同模块根据生产环节的特征进行有效组合和调整，以组建一个功能全面的工业生产自动控制系统，保障工业生产过程的有效控制和灵活控制。模拟参数控制模块是PLC的重要部分，其作用范围不仅限于工业生产过程的控制，其还具备一定的信息传送功能，可向系统监控仪表输送语句，有效改善控制精度。另外，在一般的工业生产过程中，模拟参数控制模块还对热处理系统做出有效的控制，负责调控温度。PLC控制技术通常被运用于串刀补偿控制位置、机械主轴分度位置以及运输位置的控制等。在PLC控制具体工业生产设备位置时，同步机在接收控制系统发出的信号后，根据脉冲信号实现对机械设备的自动控制，并精确的定位其具体操作位置。

2.2 在数据处理及逻辑参数控制中的应用

PLC的自动控制是建立在大量的数据分析及处理功能之上的，比如数据位操作功能、数据转换及传输功能、数据筛查运算功能等。这些数据处理功能的存在，自动控制系统能够用很短的时间对诸如采集、分析、总结等生产数据进行处理。在工业生产中运用自动控制系统进行数据信息控制已经发展较为普遍，但对PLC的数据处理技术方面的运用还有待发展。在逻辑参数控制方面，PLC在工业生产中的自动控制多用于开关量的控制，其简单便捷的控制方法、良好的可靠性及控制速度等优势能够增加软触点，实现工业生产系统质量的提升。PLC技术在控制开关量上的应用不但提升了工业生产系统的质量，还大大降低了成本。从PLC控制技术的优势及发展趋势看，在工业生产中继电器控制将被逐渐替代，这使得逻辑参数控制的发展运用成为现实。从运用的空间看，PLC不仅适用于单台工业设备，还能够对流水线进行自动控制，因此，PLC技术开始被越来越多的运用到大型工业生产中。

2.3 在远程通信控制中的运用

PLC技术不同于继电器等其他自动控制技术之处在于其自身系统故障的排除及纠正，这使得其在自身运行的稳定性方面具有极大的优势。PLC系统的常态逻辑关系将会对工业生产过程中每个环节进行实时监督调控，当任何一个环节出现故障，这个常态逻辑就被打破并重新调整组合，发生的这种异常变动会被自动控制系统扑捉并分析故障诊断程序，随之向控制中心发出警报。在远程通讯控制方面，PLC技术可实现不同系统间的通信，但其前提是系统中安装联网通信模块和信息传输接口。

3 PLC在工业自动化中使用注意事项

PLC技术在实际的工业生产中运用应注意的问题主要集中体现在温度、湿度、震动、空气和电源5个方面。PLC最有效的工作温度通常为0～55 ℃，因此在进行设备安装时需避免大散热设备，且散热环境要好，保持良好的通风性及散热空间，保持基本单元与扩展单元的有效距离，避免阳光直射到开关柜，设置备用通风设备用于温度过高的应急。PLC在工业生产总正常运行就必须保障其良好的绝缘性能，这就需要工作环境中的湿度保持在85%以内。在PLC的使用环境中应尽可能远离震动设备，如不可避免振动频率在10～55 Hz之内的连续振动时，有必要采用比如减震胶等减震手段进行缓解。对于空气环境的要求主要是建立在PLC材质特点之上的，避免空气中的可燃气体含量过高或腐蚀性气体含量过高。在多粉尘或腐蚀性气体的工作环境中，尽可能的安装相应的净化装置，或者将PLC封闭在控制室中。PLC自身具备一定的电源干扰抵抗能力，除非特别复杂的环境需要安装隔离变压器或者滤波电路，通常使用电源为50 Hz、220 V的交流电。

PLC在工业生产使用中会受到外界的干扰，比如辐射、系统外引线、系统内干扰等，因此在PLC的整体运用设计中，可进行相关抗干扰设计。比如引入较好性能的电源抑制电网引入干扰，针对不同传输信号采用不同电缆进行传输，准确选取接地点以及接地系统的设计要完善等。

4 PLC的发展趋势及前景分析

工业生产过程中产品质量可控制不是人为操作所能实现的，更多的是借助在线检测设备及仪器来完成产品参数的动态控制，需要整个工业生产流程的长期自动监控和调整，PLC技术为自动化控制的各项要求提供了实现机会，因此，其必将成为工业领域自动控制的发展趋势。在工业生产提倡提质降耗、精细个性、网络智能等大环境下，PLC技术必将向着网络化、智能化、数字化的方向发展，实现工业生产的在线质量检测、实时数据自动采集、故障自诊断、数据统一管理等先进技术发展。从发展前景看，随着工业生产分工细致化，PLC将会成为过程控制领域内的日用品，同时其还可能利用通讯系统将控制功能形成闭环过程控制，其还将会逐渐替代嵌入式控制器。

参考文献

[1] 戚东晓.PLC技术在工业自动化中的应用探索[J].科技创业家，2012，7.

[2] 李树彬.浅谈PLC控制技术在工业自动化中的应用[J].机电信息，2011，2.

[3] 郑钶，周庆.基于PLC技术在工业自动化应用的分析[J].计算机光盘软件与应用，2013，4.endprint