PLC在工业电子自动化控制中的应用

国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司　郑贺生

PLC在工业电子自动化控制中的应用

国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司郑贺生

近年来，微电子技术和计算机技术发展迅速，取得了令人瞩目的成就，在这两项技术的推动下，可编程控制器（PLC）逐渐在工业生产中普及开来，尤其是在电子自动化控制领域，已成为不可替代的重要技术和元器件之一。PLC是一种数字化的电子期间，其主要功能是实现对于工业生产过程的控制，这种控制器改变了传统继电控制系统的模式，并可以在较为复杂的工业流程中建立控制网络，已成为工业生产中的关键技术之一。

PLC；工业电子；自动化控制

1　前言

PLC是一种集合自动控制技术、计算机技术和现代通信技术于一体的数字化控制设备。随着科学技术的发展和工业生产的需要，现代

PLC已经从简单的单台机器控制发展成为对整个工业流程和工厂进行控制的自动化仪器设备。PLC的功能演变也体现了我国工业自动化水平的不断提高过程，是我国工业技术快速发展的一个缩影。

2　PLC功能及构成

在进行具体的应用之前，对于PLC的主要组成和基本功能的研究是十分有必要的，同时也是开展后续工作的基础和核心的环节。PLC的构成主要包含以下几个部分：电源、输出输入设备、中央处理设备、存储设备以及接口电路等。同时，PLC系统之中的相关工作主要是由中央处理器来进行协调与控制，系统之中的逻辑变量控制、监测控制以及信息的存储等则是由存储装置来完成。相关工作电源主要是由掉电保护系统进行控制，备用系统是电源之中的重要组成部分，帮助PLC可以在断电的情况之下稳定的工作。输入输出设备以及接口等，主要是由通讯装置、键盘和显示设备等组成。输入输出设备将电路之中的相关数据信号进行处理分析，并且通过数据的隔离，转化成为相对应的功能，最后由输出电路将PLC的运行结果进行处理并且放大，实现电平的转化，对现场的设备进行驱动。

3　PLC在工业自动化中的应用

3.1用PLC控制开关量

在传统的继电器、接触器控制系统中，由于系统规模较小，有关问题表现的还不是很明显。但对于较大的系统来说，由于继电器、接触器存在“触点竞争”和线路复杂、不易修改等问题，给生产带来了很多不便。PLC所具备的快速、较高的靠性、结构简单、软触点多、方便维修等优点，能够很大程度上解决上述问题。主要优势在于不仅提高了产品质量，还节省了大量的人力和时间用。用PLC去实现在机床及自动化生产线中的开关量控制，取代了继电器、接触器控制系统。

开关量输入模块典型结构

由于此种方法使用了一个中间继电器控制一个系统动作的模式，所以系统控制的可靠性得以提升，并且是的控制变得有章可循。在此过程中，最常使用的设计方法如下：首先建立顺序控制器的数学公式，在此基础上依据执行元件的控制节拍表规划每个控制部分的梯形图。采用此种方法具有较高的稳定性并且设计方法较为简单，在投入使用之前，可以通过模拟仿真的办法进行检测，并进行修改。

3.2使用PLC对模拟量进行控制

PLC对于模拟量的控制就像搭设积木的过程，在充分考虑控制对象特征的基础上，通过控制模块的组合就可以实现对于系统控制的灵活实现。更为重要的是，PLC的控制语句较为简便，同时具有丰富的语句控制库，配合模拟量控制木块的应用，在实现对于过程的控制的基础上，还能实现对于仪表的控制。由于加入了模拟量模块的使用，使得整个系统控制精度非常高，在对热量的控制中，可以在全过程中实现升温、保温、降温等多个动作，在以往的仪表控制系统中，是很难实现上述操作的。

3.3PLC控制位置变量

位置或者空间区域的控制是自动化工厂中重要的需求，由于使用了大量机器人进行操作，现代电子工业生产工厂对于位置的要求更高，例如经常使用的机器人搬运控制和机床传到控制等。在使用了PLC进行位置控制时，由于PLC控制通过步进电机实现精准的位置反馈与调节，并使用电机绕组发射脉冲，所以精度控制是十分有保障的。

3.4PLC应用于系统集中控制

应该看到PLC不仅对于电子自动化具备较好的控制技术，在此基础上也能够实现对于整个生产系统本身的控制。此项功能对于设备故障的检测和检修具有重要意义。PLC的集中控制主要体现在以下两个方面：故障检测和逻辑检测。现代工业生产中，机床等设备的运转和控制都需要设定精确的时间，在一个循环周期内实现特定的功能。PLC的集中控制功能主要是通过对定时器的控制来实现的，定时器将设备的启动和停止信号传输到受控元件，实现了PLC对于系统的集中控制。

4　PLC在工业自动化中应用应注意的问题

考虑到在工业环境下使用PLC，对于稳定性要求要更高，其抗干扰能力是影响在自动化控制中使用的一大因素。综合各方面研究资料。可以看出，对PLC具有较明显影响的环境因素主要有以下几类：（1）温度。PLC使用环境的温度需要控制在0℃～55℃之间，同时应该注意的是防止太阳光的直接照射。（2）湿度。环境湿度需要控制在85%以下，并保证不会有凝露现象的发生，以此来保证PLC的绝对绝缘。（3）震动。考虑到PLC固有频率的影响，在使用过程中要严格控制10～55Hz范围内的机械振动，必要时使用减震胶等设备减小震动的影响。（4）空气因素影响。工业生产环境中，空气成分较为复杂，腐蚀性气体和易燃易爆气体都会对PLC元器件产生影响。应当做好空气检测和净化工作，在粉尘较多的环境中，可以采用密闭控制柜将PLC元件隔绝开来，以此保证空气中杂质对精度的影响。

5　PLC应用的未来发展

在深入研究PLC在工业电子自动化中的具体应用的基础上，分析未来一段时期内PLC具有较为广阔的发展前景，主要从以下三个

方面进行论述：（1）PLC实现综合性能的发张。未来的PLC将会发展成为集合产品、设计和功能等多个层面的综合化铲平。面对越来越多样化的市场需求，PLC在自动化控制领域的应用也会相应的增多，更加丰富的产品也会在一定程度上刺激市场的需求。（2）更加高速的PLC控制系统。在电子元件性能快速提升的条件下，PLC的存储荣容量和计算速度也会得到质的飞跃。未来对于电子自动化控制的要求是体积更小，同时运算速度更高，PLC在这一方面具有得天独厚的优势，相信在不久的将来，PLC在自动化控制领域的应用就会得到普及。（3）更加多样化的编程语言。现阶段最主要的编程语言是梯形图语言，但是可以预见，在市场对于编程语言多样化需求的强烈推动下，更多更丰富的编程语言会被开发出来。

6　结语

PLC控制技术是现代工业电子自动化控制中的重要组成部分，本文基于PLC元器件主要功能和结构组成，详细论述了PLC在工业电子自动化控制中的具体应用，并结合PLC在使用过程中需要注意的问题，分析了未来一段时期内PLC发展的主要方向，对于从事该项工程的研究人员具有较大的借鉴意义。

［1］刘铁中.PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用［J］.科技视界，2013（34）：106.

［2］桑吴刚.PLC 技术在电气设备自动化控制中的应用［J］.科技资讯，2012（22）：131.

郑贺生（1987—），男，安徽阜阳人，大学本科，毕业于新疆大学，助理工程师，研究方向：机电一体化。