探讨厂区安防报警系统中PLC自动控制的运用

王慧园

摘 要：随着电子技术和计算机技术的不断发展，PLC技术的发展速度越来越快。PLC自动控制系统在现今工业自动化控制中成功取代了传统控制系统。

关键词：PLC自动控制；存储器；可编程控制器；操作技术

中图分类号：TP273 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.065

1 PLC自动控制技术

PLC自动控制装置是一种基于工业生产的电子控制系统装置，其主要功能是进行编程控制，在工业生产领域主要用于数字运算操作和电子系统化控制。通过电子计算机内部对计算机程序进行编制与管控，利用计算器装置内部存储器完成逻辑运算、计数、顺序运算、算术运算和计时指令等一系列操作，实现数字场景化模拟应用，从而对我国工业生产中的机械设备进行科学控制。PLC自动控制在工业厂区安防报警系统中的作用十分明显，其运行过程主要分为三个不同的实施阶段，分别是输入采样阶段、执行程序阶段和输出刷新的最终阶段。这三个不同的执行操作阶段会进行周期循环工作，需要可编程控制器来完成。可编程控制器完成了三个阶段后才算完成一个扫描周期。在扫描过程中，PLC的运行周期会随着扫描速度的变化而变化。

1.1 输入采样阶段

在输入采样阶段，PLC控制装置中全部的输入状态和输入数据都遵循PLC的具体扫描顺序和扫描方式进行周期循环扫描。在PLC周期循环扫描过程中，所有的扫描数据与扫描状态都会经过PLC中的映像区单元格进行存储。当PLC在完成第一个输入采样程序以后，就需要科学执行用户设置的程序，即所谓的“信息程序执行阶段”。此阶段的主要任务是刷新和输出信息样本。随着PLC控制装置程序的执行，映像区单元格所存储的输入数据和状态在之后的程序执行过程中会发生相应的改变，但I/O中具体重要单元的传输数据和运行状态并不会随着程序执行而发生变化。这种前后变化存在某种具体的时间间隔，只有准确输入PLC控制信号，才能保证程序控制器在执行命令时存在一定的时间差。

1.2 执行程序阶段

在执行程序阶段，PLC在执行用户相应的控制程序之前，首先需要从上而下对用户的控制程序进行扫描。在扫描用户的控制程序时，扫描的顺序和路线都需要按照预先设定好的程序扫描路线对控制程序进行数据处理运算。这种具体的扫描线路是由用户程序中的各个触点所形成，扫描按照从上到下、从左到右的固定扫描顺序进行。信息扫描完成之后，PLC需要按照一定的逻辑运算计算数据运算结果。按照最终的数据运算结果，PLC逻辑线圈中的I/O映像区域和存储区的状态会不断刷新，以检验、核实程序指令的执行是否正常。

1.3 输出刷新阶段

输出刷新阶段是PLC执行指令的最终阶段，也是十分重要的阶段。当控制器对用户的程序指令扫描完成之后，就进入了关键的PLC数据输出刷新阶段。PLC在刷新、输出用户数据指令时，其中的CPU会按照编程控制器I/O映像区域内的相关数据和数据状态对输出电路进行不断刷新、输出。刷新时，CPU会受到输出控制电路驱动的作用。输出控制电路驱动外围设备由于受到输出控制的操控，最终完成用户PLC中的警报指令。

上面重点分析了PLC在三个不同工作阶段的运作原理，下面对厂区安防报警系统中PLC自动控制系统的优点展开分析。

2 PLC自动控制的优点

2.1 功耗低、质量轻、体积小

一般来说，传统的控制继电器系统体积和质量较大，并不符合现在科技发展的要求。而在此问题上，PLC的质量较轻、体积较小，大大缩小了占地空间。

由于PLC用存储逻辑过程代替了接线逻辑过程，因此大大减少了编程控制设备外围的接线数量。这在一定程度上缩短了PLC控制系统的建设周期，使日常维护也变得非常容易。最为关键的是，PLC实现了同一设备利用数据程序控制整个工业厂房生产的目的。除此之外，PLC具有检测硬件故障的监测功能，一旦其操作运行系统出现故障，系统就会立刻自动报警。管理者通过警报就可以对PLC的器件故障进行诊断。除了上述优点外，PLC的能耗低、效率高，而且由于其体积较小，机械内部安装十分便捷，为我国机电一体化目标的实现奠定了基础。

2.2 执行指令时的抗干扰能力较强

与传统的电子自动化控制装备相比，PLC控制装置在执行用户指令时的抗干扰能力较强。其通过应用现代化工业生产中的信息化电路集成技术和生产工艺，提高了运行可靠性。从外围电路看，PLC控制装置内部的开关、电圈和控制系统更加精简。设计师在设计PLC自动控制系统时，内部一般都会安装自我故障检测的硬件设备装置，当厂房警报出现运行故障时，系统就会自动报警。所以，PLC自动控制系统的应用保证了整个厂区警报系统的可靠运行。

3 PLC自动控制系统的应用

3.1 PLC自动控制过程

PLC自动控制过程主要是通过对PLC的内部温度、外部压力、运行电压和电流等指标的运行监测状态进行样本分析，使厂区安防报警系统PLC自动控制应用装置的一些运行指标能够按照既定的参数顺利运行。开环控制和闭环控制就是这种控制的最具典型的应用代表。

3.2 PLC顺序控制过程

随着信息化集成和智能化技术的快速发展，在厂区安防报警系统中，PLC自动控制系统已经被广泛应用到顺序控制领域，顺利代替了传统发展模式下的触电控制形式。厂区安防报警系统中的PLC自动控制系统是通过一些最简单的执行指令来有序地进行顺序控制。

3.3 运动控制

在运动控制模式中，PLC技术是按照机械运动规律和PLC自动控制系统控制对象的具体属性来实施运动控制的，因此，运动控制的位置移动非常精确。

3.4 PLC数据处理

在厂区安防报警系统中，PLC自动控制系统是集数据运算、操作、排序、传送、转换、分析、采集处理等为一体的自动化控制装置。

3.5 PLC信息控制

PLC自动控制系统可以对用户的具体信息进行采集、存储、处理和传输，系统内部对收集到的信息进行准确分析，从而完成自动化控制的运行过程。当前，随着社会信息化技术的不断发展，厂区安防报警系统中的PLC自动控制系统也实现了智能化和集成化。

3.6 PLC远程控制

PLC远程控制充分发挥了互联网的通信功能，有效实现了厂区警报系统远程控制操作。通过连接计算机远程终端和控制传输，实现了厂区安防报警系统中PLC自动化控制。

4 PLC自动控制的注意事项

4.1 控制空气湿度

PLC元器件的绝缘性能与空气湿度有关，所以，要保证厂区安防报警系统中PLC自动控制的正常运行，外部环境的空气湿度就不能超过85%.

4.2 避免受到电源的强烈干扰

通常情况下，PLC元器件使用的是电源额定值为200 V、频率为50 Hz的交流电。这种电流对不良外部环境因素的抵御能力较好，厂房中一般的辅助性电源设备不需要达到这种标准。但在PLC运行过程中，如果元器件受到电源的强烈干扰，就需要安装屏蔽层来隔离PLC元器件中的变压力，从而保证PLC电源中电流的正常输出。

4.3 避免受到温度的影响

PLC元器件的最佳运行环境温度为0～55 ℃，如果PLC元器件安装在发热量比较大的机器附近，那么一定要保证通风良好，避免太阳光直射，并在PLC警报开关柜上安装百叶窗或通风设备。在我国北方地区，相关人员要在冬季做好PLC元器件的防寒工作。

4.4 避免受到震动的影响

PLC还需要设有防震设备，并使PLC元器件在运行时远离震动装置，特别要防范10～50 Hz的巨大频率震动，通过减振措施做好防御工作。

4.5 避免受到空气的影响

PLC元器件对空气质量有严格的要求，运行时，一定要避开多粉尘、强腐蚀和易燃易爆的外部工作环境。如果有条件，可以安装空气净化器等设备。

5 结束语

随着近年来工业生产的不断发展，电子科技突飞猛进。PLC自动化控制装置目前在工业生产领域的应用越来越广，特别是在厂区安防报警系统中，PLC自动控制的运用受到了很大的重视。但同时人们也对PLC的技术操作提出了更高的要求，所以，我们要通过不断完善PLC的应用技术，为我国的工业生产创造良好的条件。

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〔编辑：王霞〕