在工业自动化控制中PLC应用存在的问题

黄鸿喜，梁冬生，司妞，林江波，孟红伟

（湖南华曙高科技有限责任公司，湖南 长沙 410000）

在我国当前的工业生产环境下，通过应用PLC技术便可以实现工业生产中的可编程逻辑自动化控制。该技术主要通过可用于逻辑编程的控制系统，系统在运行过程中通过可编程程序，便可以对内部储存进行自动计算、控制，同时，根据工业生产中所检测到的相关数据，将储存内容通过模拟量的形式输入或输出，进而控制工业生产过程。通过采用PLC控制技术，可以解决传统工业生产中控制系统内部接线复杂、功耗高、可靠性低、灵活性差等缺点。

1 在工业自动化控制中PLC的应用特点及工作原理

1.1 PLC控制技术的工作原理

在工业自动化生产应用中，当PLC控制技术投入生产应用后，其自动化的生产过程主要可以分为以下三个阶段，其中分别为信号输入采集阶段、用户程序执行阶段、信号输出刷新阶段。PLC控制技术在完成以上三个阶段的过程中，每进行一个阶段即可称为一个扫描周期，在PLC控制系统进行扫描的过程中，可编程逻辑控制器中的CPU会根据预先所设定的扫描速度，对以上三个阶段进行重复扫描。

1.2 PLC控制技术的应用特点

PLC控制技术在工业生产中的应用特点，主要有以下3点。

第一，PLC控制技术在应用过程中实现通信协议上的统一，这主要是指在工业自动化应用中，PLC控制技术遵循国际标准的通信协议，对不同公司的生产设备也可以进行实时连接，这便为工业生产提供了一定的便利，同时，PLC控制技术的开放性也可以促进工业自动化产业链的良性、可持续发展；第二，在工业自动化应用中，PLC控制技术易于与现场总线进行密切联系，这样就可以通过PLC来对现场进行控制；第三，PLC控制技术在工业生产应用中具有较为灵活的通信程序编写功能，在对通信协议进行编写的过程中，往往只需要编写计算机的一端代码就可以自行实现PLC的自动接收和自动传送。这样就可以大幅度减少使用者在编写通信协议过程中的工作量，同时，在工业生产过程中，还可以由编程人员专门为PLC控制系统配置专门的计算机和通信软件。

2 PLC技术在工业自动化控制中的应用

PLC及变频器技术中的控制配件，可以在工作过程中将工业自动化控制中各个时段的输入信号和与之对应的输出信号进行记录和收集，然后实现在硬件框架内对工业自动化控制中进行双重控制。

2.1 PLC技术可用于信号测定开关

图1 PLC技术信号测定开关

如图1，PLC技术可信号测定开关在工作过程中，如果发现工业自动化控制中所布置的机械设备方向有所偏移，那么，当工业自动化控制中的机械设备在运转过程中一旦发生跑偏，就会触发这一时段中的特殊开关信号。通过信号测定开关，便可以发出5伏特左右的直流电压，当直流电压抵达控制装置系统时，控制装置系统便可以对工业自动化控制中后续的工作状态进行控制和处理。同时，PLC技术在应用过程中由于点数不受限制，因此，可以对所控制的逻辑问题进行多种组合运算，进而提高自身的开关量控制能力。

2.2 PLC技术可用于传感测定配件

PLC技术的传感测定配件在应用的过程中，如果发现工业自动化控制中的机械设备在运转过程中输出异常，撕裂传感器便会第一时间感受到这种异常状态，从而发出特有的测定报警信号，这样控制器就可以在第一时间内接收到这种测定报警信号，从而使工业自动化控制中紧急制动，这样就可以防止由于工业自动化控制中在外力驱动导致机械设备发生扯断的现象发生。

2.3 PLC技术可用于传输速率测定

控制系统中传输速率测定装置在应用过程中，如果发现工业自动化控制中的机械设备运转速率过高或运转速率过低，那么，传输速率测定系统便会在第一时间内将这种异常信号传达到控制系统，控制系统便会对工业自动化控制中的机械设备运转速度进行控制，来确保工业生产中各个时段内机械设备的运行速率相同。同时，还可以通过PLC及变频器技术来对工业自动化控制中的技术编码进行适当的修改，这样就可以让工业自动化控制中在工作过程中可以辨别脉冲数目，从而更好地获取工业自动化控制中在工作中的机械设备运行速率。

2.4 PLC技术可用于判别故障位置

控制系统中判别故障位置这一功能，还需要工作人员的适当参与才可以完整地证实。这需要工业自动化控制中在工作过程中，当工作人员察觉到机械设备运行过程中有所异常，那么，就可以判断带式运行机运转过程中的某一数值的开关量。通过这种判断，工作人员在第一时间便可识别出带式运行机的故障发生点，这样就可以让维修人员尽快地到现场开展工业自动化控制中维修作业。同时，还可以根据输送机的相关输出信号，判别工业自动化控制中在紧急态势下的停机状态、开关闸门时的工作状态、管控速率下的工作状态和给料机配比下的工作状态等。

3 PLC控制技术在工业自动化应用中存在的问题及解决措施

3.1 PLC技术在工业自动化中存在温度问题

在工业自动化生产应用过程中温度会在一定程度上，干扰到PLC技术的使用性能，在根据有关研究调查中显示当温度在0～50℃时，最适合于PLC控制系统的工作。所以在对PLC控制系统进行运行的过程中，技术人员需要将PLC控制系统的温度控制在合理范围内，如果在运行的过程中周边环境温度过高，那么，技术人员还需要在系统周边设置相应的散热装置；如果运行的过程中周边的环境温度过低，技术人员就应当在系统周边设置保温装置，确保PLC控制系统可以一直处于在一个正常的工作环境中。

3.2 PLC技术在工业自动化中存在湿度问题

PLC技术在工业自动化应用过程中，工作环境中的湿度也会对PLC控制系统的正常工作产生一定的问题。在当前我国个别工业自动化应用领域中，作业环境空气中的湿度较高，如果PLC控制系统一直处于较高的空气湿度中，那么，就无法保证系统的正常运行。根据有关调查研究中显示，当工业自动化生产环境内空气中的湿度高达85%以上，那么，就会对PLC控制系统的正常运行造成一定的问题，PLC控制装置表面会有湿气凝露的问题出现，这就会对PLC控制系统的绝缘性造成一定的问题。

3.3 PLC技术在工业自动化中存在绝缘性差问题

工业自动化生产中所应用的PLC技术，其主要是由高精度的电子元器件组合而成。这些电子元器件在应用过程中，自身所具有的绝缘性能与周边环境的水汽含量成反比例关系，电子元器件周边水汽含量上升，那么，电子元器件的自身绝缘性能便会出现下降。因此，在应用PLC技术的工业自动化系统中，需要对系统运行过程中的周边湿度环境进行控制，进而提高自动化系统的稳定性，通常技术人员需要将PRC技术的工作环境湿度控制在75%～85%。

3.4 PLC技术在工业自动化中存在抗震性差问题

在应用PLC技术的工业自动化控制系统中，技术人员需要在系统组装的过程中加装相应的防震器，避免系统在运行过程中由于周边环境的震动对系统的运行造成干扰。通常工业自动化中的PLC系统在运行中如果受到振动频率在10～55Hz范围下的连续振动，那么，系统便会受到一定的干扰，使得系统的运行性能大幅度下降。所以，技术人员需要在工业自动化控制系统的运行中，做好防震抗干扰措施，减少由于强烈振动给PLC系统带来的破坏。

4 结语

我国工业自动化生产中存在着大量的数字量及模拟量的控制装置，因此，在工业自动化控制现场，通过应用PLC技术便可以合理地解决数字量和模拟量在运行过程中出现的问题，所以通过设计PLC控制系统，便可以提高工业自动化生产效率。此外，在科学技术快速发展的今天，PLC技术可以通过完美的人机界面和通讯设备，制作出品种更加丰富、规格更加齐全的产品，进而适应各种工业控制场合的需求，促进我国工业生产力的快速提升。