PLC技术在工业自动化中的应用

梅明敏

（荆楚理工学院 机械工程学院，湖北 荆门 448000）

0 引 言

在信息化时代背景下，PLC技术依靠信息计算机技术在工业自动化中的集中控制、模拟控制、位置控制和基本开关量控制等方面起到了重要作用，为工业自动化生产的发展做出了杰出贡献。但是，在PLC发展过程中也显露了一些技术或者管理上的问题需要进一步研究，以贴合工业实际生产运转，更好的为工业自动化服务。

1 PLC技术概述

PLC技术的全称是可编程控制器，是在自动控制技术的基础上，融合了先进的计算机技术和通信技术等高新技术。由于PLC技术具有较高的可靠性、变成简单、设备体积小、抗干扰能力较强、设备组装方式较为灵活等特点，在工业自动化中被广泛运用，已经成为工业生产中的主要控制系统。

PLC技术的基本结构就像是一台计算机，是由电源、通信模块、功能模块、中央处理器、储存器以及输入输出端等几大模块构成。由这几大模块来分布或同步执行以下部分内容：输入采样部分、用户程序执行部分以及数据处理输出部分[1]。

2 PLC技术的应用特点

2.1 程序简单，操作便捷

PLC技术借助计算机编程写出一个统一的控制系统程序，进而实现工业生产自动化。使用者只需要输入简单的指令，即可进行操作并且接收需要的相关信息。随着网络信息技术的发展，编程制作厂家可以根据生产需要随时进行程序的编辑修改工作，而且不需要大费周章的拆除零部件再进行组装，大大简化了操作流程。

2.2 功能强大，高性价比

PLC技术可以应用计算机控制成百上千的程序，具有较高的功能性，而且这种集中的控制系统方便控制，不需要很大的场地，性价比高且容易管理。在互联网时代还可以在网上分片分区管理内容的分散处置，用户还可以根据自己的需要灵活组装程序和相关零部件，组成其需要的不同功能系统[2]。

2.3 抗干扰强，可信度高

在以往的工业自动化控制中，很多都是使用继电器控制的方法，继电器控制受到电气控制的影响比较大，容易在其控制部分的电力故障时失效，从而出现故障，耽误工业生产。而PLC技术主要通过大量的软件编程进行各连接承转部分的控制，需要的硬件比较少，不仅节省空间还可以降低硬件故障的发生概率，提高对抗外界干扰的能力，能够有效保障工业生产的顺利进行。

2.4 故障较少，维护方便

PLC技术主要是靠编程软件进行实时控制。因此，其自身的运行状况也可以通过编程软件实现自我运行监测和功能显示，运转期间发生的各类故障和问题都可以自行监测并简单处理，其余问题会第一时间上传错误并由厂家进行处理，从而保证其控制的时效性和连续性[3]。

3 PLC技术在工业自动化中的应用

3.1 PLC技术中的开关量控制

PLC技术改变了传统的继电器控制线路网络，减少了继电器控制系统中各种繁杂的组成部分和线路系统。转而采用软件的方式，以“或”“与”“非”门等简易而高效的逻辑方法来控制各操作系统之间的起承转合。这种方式的控制系统既可以分散控制各种设备，还可以将不同设备集中到一台设备上进行控制处理，高效且便捷。

3.2 PLC技术中的模拟量控制

PLC技术运用新的感受器控制装置，对于在工业自动化生产中的各种影响因素和决定条件进行模拟，能够将温度、湿度、压力、运转速度等内容转换成数据的形式进行处理，并反馈到编程中去，可以对其生产的实际情况进行实时动态调控，确保工业生产控制的精确性和可信度。

3.3 PLC技术中的位置控制

在工业生产中的机器设备需要根据不同生产产品进行移形换位。因此，需要对每个机器的位置进行精确定位，PLC技术根据其控制电机发射的脉冲信号对机器进行相关定位发出指令，从而做到精准的位置控制，以此适应实际生产需求[4]。

3.4 PLC技术中的系统集中控制

PLC技术可以借助其自身控制系统进行集中控制，能够及时发现自身系统的错误和故障并且进行修复。在所有工业生产中所有的操作流程和步骤，都需要一定的准备和反应时间来指导其行动。在接受上游步骤传递的信号和反应中，PLC技术因为其集中控制的特点，能够在较短时间内做出精准的判断并下达指令。由于有完备良好的逻辑程序，使得指令下达既高效又准确，因此，能够确保生产程序的运用连贯性和准确无误性，降低生产的时间浪费和产生错误的概率。

3.5 PLC技术中的远程控制

由于PLC技术借助了信息化和网络化的技术手段，因此可以实现远程控制效果。运用联网通信的功能实现设备和流程监控，还可以通过定时器控制的方法，对设备软件进行日常监测和维护工作，既高效又简便。此外，可以记录维护和处理过程的信息，帮助研发人员提取数据进行程序的升级，制作出更先进有效的程序。

3.6 PLC技术中的顺序控制

工业生产是流水化作业的，PLC技术不仅可以对单个施工操作部分进行控制，还可以针对整个流水线进行整体的调控。PLC技术的电气自动化设备可以对所有流程信息进行调控。主站台和远程基层站台之间的连接控制，可以通过信息编程和相应电缆进行联通，操作人员可以在主机站通过通信模块来控制设备，从而保证生产流水线的平稳高效运行。

4 PLC技术在工业自动化应用中需要关注的问题

PLC在其发展应用过程中取得了相当的控制效果，但是，同时还应该关注到实际应用过程中的潜在问题和现实问题。由于PLC技术相对封闭性，各个生产厂家所使用的专业设备和模块不尽相同，各种相关行业内规范尚未统一。因此，很容易出现内部设备不兼容的问题，此外，有关于软件编程的规范也没有统一定论，这些问题的存在，制约了PLC的良性长远发展。

4.1 温度控制

PLC技术是在计算机技术基础上实现的，是由计算机相关的零部件结构组成。在使用过程中要注意处理器的核心温度问题，过高的温度会影响其使用效率和使用寿命，对生产设备和流水线的控制更是无从谈起。因此，需要研发更好的散热和隔热系统，保证PLC技术设备的工作温度处在合理范围内。

4.2 湿度控制

PLC元件在其使用过程中对周边环境的湿度有一定要求。由于PLC需要具有很强的抗干扰能力，因此，其元件需要具有非常好的绝缘性，所处环境水汽含量需要设定严格的标准，一般需要将其控制在85%以下，保证能够符合PLC元件要求工作环境的条件[5]。

4.3 空气环境

在工业自动化生产活动中，有很多工业原料会挥发各种各样的工业气体。其中，易燃易爆性质且腐蚀性较高的气体，对PLC元件的损耗有巨大影响，这种损耗会对PLC对工业自动化控制产生负面影响，影响工业生产。因此，应该将PLC相关的重要元件和工业生产环境进行有效隔离，避免将其暴露在腐蚀性的气体环境中，影响其正常运转。

4.4 防干扰设计

在PLC技术的实际运用中，容易受到内部或外部的干扰，主要是来自于内部元件和使用电源之间的辐射产生的内部干扰，信号传导过程中的信号干扰，电气运行、周边环境、通信网络运转过程中的各种辐射干扰。这些干扰因素会严重影响PLC的工作效率和能力。因此，PLC技术的制作厂家在设计时应该综合PLC的产品性能，尽量排除或者抑制这些干扰因素，保证其正产运行，进而保障整个工业自动化运转的控制管理。

5 结 论

随着科学技术的不断进步和社会经济的飞速发展，工业自动化的要求越来越高，PLC技术也在逐步趋于完善。PLC技术在将来仍然是工业自动化中的重要控制手段，因此，要在应用PLC技术的同时解决好各种影响因素，实现对工业生产的有效控制。