PLC在工业自动化控制领域中的应用及发展

于航

摘 要：社会经济的发展推动了工业自动化进程，使得工业自动化进入快速发展时期，并将PLC逐渐渗透到工业自动化生产的各个环节中，辅助数字计算以及模拟量控制。PLC能够丰富机械装置自动化操作方式，还能对其运行期间产生的异常因素进行快速、精准的测定。因此，对工业自动化控制领域的发展情况进行深度分析后，并尽可能地将PLC应用到实际生产中，是一件非常重要的事情。基于此，详细分析了PLC在工业自动化控制领域中的应用及发展，希望能够为相关同行业者提供有效的参考依据。

关键词：PLC技术;工业自动化控制;具体应用;发展

中图分类号：TP273                                  文獻标识码：A                                  文章编号：2096-6903（2022）05-0064-03

0 引言

随着现代社会的稳定发展，各个行业都呈现了良好的发展状态，IT的发展为工业自动化提供了良好的基础条件。基于此，PLC的运用满足了以往工业领域中部分客观要求，对全面提升工业自动化控制效果具有非常重要的意义。为此，文章详细概述了PLC，深入分析了PLC应用在工业自动化领域中出现的问题，描述了PLC应用在工业自动化领域中的具体方式，全面阐述了PLC应用在工业自动化领域中需要注意的事项，展望了PLC在工业自动化控制领域中的发展趋势，以供参阅。

1 PLC

1.1 概念

PLC技术也就是常说的可编程控制器，实际应用该技术的过程中，是将通信服务和自动控制有效融合起来，确保运行稳定。从工业生产来看，该项技术的的优点包括程序设计方便、体积较小、能够有效外扩组件模块（如图1所示）。在电力领域、轻工业生产之中，PLC逐步发挥出越来越重要的作用。

1.2 类型

1.2.1 FCS系统

FCS模块也就是现场总线型控制模块。主要是用来操控电气设备体系中的各个开关，实际生产中具有以下优势：采用高效传输的数字通信服务，具有完善的网络架构，从而形成较为多样的功能结构，不但可以满足电气装置的稳定工作，还能够进一步提高数据传输效率，达到预期目标。此外，借助综合化的FCS模块，还可以为电气装置搭建出配套的网络架构，推动机械装置朝着智能化、自动化的前行趋势。

1.2.2 DCS系统

对比来看，DCS模块的使用较为严苛。其主要用于测定并降低电气装置运行阶段出现的风险情况，利用交互端口使得控制体系和测定服务有效融合。基于控制系统提供的风险把控服务，结合计算机的数据分析功能，对各项参数进行整合，确保系统能够稳定工作。DCS模块在实际生产中主要发挥的是分散效用，能够将电气装置运行阶段中出现的风险情况有效把控并合理分散，降低风险的负面影响，防止出现较大的经济亏损。DCS模块内部组成复杂，主要包括三大核心系统：控制系统、显示系统和通信系统。基于三大系统可以有效完成电气线路的测定服务，保证系统的稳定性。

1.3 特色及优势

PLC控制技术在实际使用过程中有自身的优势和特点，它能够对现场的总线加以控制，来达到提高系统运行质量的效果和目的[1]。PLC技术在运用时能够将通信协议统一化处理，保障用户和厂家的双方权益。有关技术人员对PLC工程技术进行分析时，发现PLC技术在通信程序设置过程中力求精简，它能将通信结构和计算机系统加以整合来达到优化内部控制程序的目的，有效地控制计算机编程工作量。PLC控制技术具有强大的性价比，PLC设备和各种装置在系统中运行时也体现出了极强的适应性和普适性。PLC控制技术能够优化系统运行的程序，经过多年的科学实验，已经证明了PLC技术能够使电气自动化系统的各个部件呈现出标准化和模块化的发展，并且它能够对生产过程进行全程管控，及时发现系统出现的故障，找到解决对策，提高自动化系统的使用效率。当前我国电气自动化领域利用PLC技术进行操作时，可以采用梯形图的方式进行系统编程，能够有效地降低工作人员的技术难度，减轻工作压力。

2 工业自动化控制领域中PLC的影响因素

PLC的稳定运行是工业自动化控制的保障，PLC为工业的自动化控制带来了诸多便利，但是也存在一些因素会在PLC工作中产生一定的影响[2]。

2.1 温度

PLC工作环境的温度不能低于0 ℃，也不能高于55 ℃，否则会对工作的稳定性产生影响。在PLC安装的过程中一定要充分考虑到PLC的散热，并且放在不被阳光直射的地方，当工作环境温度过高时，一定要选择安装制冷装置或者在安装在通风良好的地方。

2.2 湿度

湿度对于PLC运营的稳定性影响较大，因为PLC元器件的绝缘性和PLC工作环境的湿度有很大关系，所以一定要保证环境的湿度低于85%，这样就能让PLC更加稳定地工作。

2.3 振动

PLC系统各项功能运行过程中，会受到诸多因素的影响，其中振动影响最为明显。如果生产环境中出现了连续振动且频次超过标准范围，就会严重影响运行质量。因此工业自动化发展过程中，势必会不断融合各项先进装置和技术服务，优化存在的振动问题。逐步在PLC系统中扩增功能组块，就可以显著降低振动影响。当系统处于正常工况下，PLC技术将会发挥出应有作用，提升工业生产效率，确保各个环节均按照预期完成。

2.4 电源设置

PLC系统在运行过程中选用220 V交流供电，并对干扰运行的各项因素进行合理把控。实际应用PLC技术时，虽然其内部已经具备良好的抗干扰能力，但电源影响较为明显，仍需要优化抗干扰措施，并选择适合系统运行的电源供能。防止电源持续对PLC系统施加影响，同时保证供电稳定，提高系统的可靠性和运行效率。整个PLC系统运行阶段，均要持续关注技术的发展情况，确保技术能够达到预期效果[3]。

3 在工业自动化控制领域中PLC的具体应用

3.1 优化数据信息处理工作

PLC技术主要作用于逻辑分析和数量计算等，由此便可以在工业生产中实现自动化的数模转换，同时向被控设备发送对应的控制命令。基于相关的运行条件，此技术可以有效融入到信息管理之中，更好的完成针对化管理和分析，实现预定目标。后续再完成各项信息整合和数据对比时，PLC系统便能够快速地确定数据差异，针对存在的不足之处进行优化改进。此外，系統还可以外扩其他的智能设备，达成整体性的工业自动化管理，采用大规模自动运行系统和无人值守系统时，需要增设有效的远程管理模块。一旦大规模系统跳转到运行工况，就需要持续进行大量的数据分析[4]。

3.2 模拟量类型控制

对各种控制对象特点进行分析可以知道，PLC技术在具体的应用过程中能够达到组装功能模块的要求，并创建完善的控制系统，达到工业自动化控制的目的。一般来说，PLC系统内包括主机类型、模拟量控制类型、模块以及位置控制类型和通信类型等。在此基础上，结合PLC系统来实现模拟量控制，可以实现对整体流程的控制。应当注意：在PLC模拟量控制措施应用基础上，通过有效的监控仪表设备来增强系统控制的准确性。同时在热处理的过程中进行降温和升温处理，达到对温度进行控制的目的，实现控制热处理的要求，解决传统的仪表控制系统中存在的问题，保证模拟量类型控制的具体效果。

3.3 开关量类型控制

PLC在系统在具体的应用过程中体现出接线简单的特点，同时具有丰富的软触点以及更快的运行速度，也能够对其进行及时的维修，因此PLC系统具有极高的可靠性以及稳定性。PLC系统应用在工业自动化控制领域中能够保障系统的质量，帮助节省人力和时间资源，更好地解决整个系统中不易修改以及线路复杂的问题。同时，PLC系统在工业自动化控制领域中能够实现开关量的控制，将其替代传统的继电器控制，确保整个系统在运作过程当中的可靠性和稳定性。针对PLC的开关量控制要求，需要结合具体的顺序控制器要求来开展。在中间继电器设备的控制系统中对动作进行合理设定和模拟仿真，来对PLC系统的状况进行明确，确保整个设计过程中的规范性，保障PLC系统在具体运行过程中的效果[5]。

3.4 系统集中控制

PLC系统可以在工业自动化进程中逐步实现整体控制的目标，达成对系统的实时监控和全面管理。例如，在工业自动化系统的实际应用过程中，因为某些组件存在异常，就需要对系统整体展开全面测试和维护。根据具体研究结果不难看出，测定异常的方法本质上就是依照逻辑问题进行针对处理。诸如数控机床实际运行时，会存在长时间的连续工作，就要求对整体运行过程有效监管，满足预期的控制效果。若系统中时钟模块设定为定时模式，就要在检测过程中结合具体的运行工况，增加异常预警和自动切断等功能。这个过程中，操作人员发现定时模块的运行周期会显著低于输出时间。因为电控体系的输入输出间存在本质的逻辑关联，所以可以为后期的运行异常提供相应的参考意见。

3.5 位置类型和电动机变频调速控制

PLC控制技术能够在工业自动化控制进程中，调节电动机的变频速度，起到良好的系统控制作用，同时PLC技术具有高强度的渗透性和普遍适用性，它能够用于工业生产等多个环节。精确地控制机床刀具的主轴分度，对串刀补偿进行有效的控制和处理，大大提高系统的位置类型控制精准性。站在另外一个角度来说，PLC技术能够对步进电机进行合理的调控，在具体使用时发出设备到脉冲信号，对步进电机的位置进行确定，实现系统的整体控制目标，弥补传统电气自动化在工业系统中的不足之处，对整体的工作机制进行优化。

除此之外，电动机变频调速的有关控制也是PLC技术的主要应用领域，一般来说PLC技术能够对变频器资源进行整合发出指令，运用在工业自动化生产系统中，PLC结技术可以对电机运转的速度进行调控，在这一过程中，可以将电机平滑电路运用到PLC变频器和PWM变频器内部，设置PWM的指令数值，对转速进行控制。PWM的指令应当包括脉冲周期的输出量，要判断电压波纹受到的影响。由此可见，技术人员要对PLC控制技术在电动机变频调速中的运用加以重视，一方面达到一定的控制效果，另外一方面实现预期的系统工作目标[6]。

4 在工业自动化控制领域中PLC应用事项

PLC技术在工业自动化系统中的应用要注意以下几个方面的问题：

首先是PLC技术的电源问题。电源是PLC控制器能够正常运行的前提和条件，如果将PLC技术应用在工业自动化系统中，必须要提供稳定可靠的电源支持。由此可见，PLC控制器在设计过程中一定要提高抗干扰的效果和功能，根据项目的实际运行情况，对PLC控制器进行个性化的设计，如果工业工程或工业项目对PLC技术要求较高，则必须要在PLC上的装置中安装屏蔽层，确保PLC控制器在运行过程中免受外界环境的因素干扰，提高工作完成的效率;

其次，要注意PLC在使用过程中容易受到温度和湿度的影响。一般来说，PLC设备和装置的温度应当小于55 ℃，大于0 ℃，同时PLC设备使用时要避免阳光照射，否则容易造成温度升高，一旦超过PLC装置的自身温度，工作人员必须要利用散热设备帮助PLC系统进行保温，维持PLC设备在运行时的相对恒温;除此之外，PLC技术在工业自动化中的运用还要注意振动的问题，利用PLC技术时，如果发生长时间的振动，可能会影响到PLC装置的系统功能，这一点是由于PLC控制器存在较为复杂的核心电路，同时这些集成电路又较为复杂，如果长时间震动频率保持在10 Hz以上，就有可能出现系统紊乱[7]。

5 在工业自动化控制领域中PLC的发展趋势

目前我国工业自动化控制领域内已经普遍应用了PLC技术，但是在实际中仍然存在一些软硬件体系的问题。由于不同公司之间的结构存在差异性，专用的总线以及通信网络协议方面通常会不兼容，这就会导致PLC在工业自动化控制领域内的应用存在一定的限制。

首先，PLC技术的应用能够让相关的设计系统功能以及产品协调发展，使工业自动化的发展脚步更加平稳，改善原本的工业发展中存在的一些问题，保证工业生产的效率。

其次，基于高速度以及大容量前提来正确地使用PLC系统，保障具体应用的效果，结合系统的运作现状来对控制系统进行升级，从而能够达到预期的目的。未来在工业自动化控制的发展过程中，PLC技术应用需要总结更加丰富的工作经验，完善工业自动化控制体系，从而能够有序地开展各项工作[8]。

6 结语

总体而言，科技的迅速发展使得自动化技术也得以全面发展，并逐渐被广泛应用于工业生产中。其中PLC凭借着高效、可靠以及多功能的优势能够更好地满足工业生产要求。除此之外，PLC的持续发展增加了产品的类型，使技术越来越多元化，并实现相关功能。这不但加快了工业的发展速度，还推动了科技的发展进程。可以说，未来工业发展的关键设备就在于PLC。

參考文献

[1] 曹嘉佳.基于PLC控制的电镀生产线实验教学应用[J].山东工业技术，2019（15）：227+242.

[2] 温晋勇.浅谈PLC控制系统的可靠性措施[J].科技资讯，2020， 18（2）：77-78.

[3] 谢智华.浅谈生产企业设备控制系统（PLC）通讯抗干扰措施[J].化工管理，2020（1）：189-190.

[4] 邱志顺.PLC抗干扰技术在工业控制系统中的应用[J].集成电路应用，2020，37（1）：88-89.

[5] 迟云.分析PLC在工业自动化控制领域中的应用及发展[J].通信电源技术，2018，35（11）：167-168+196.

[6] 张子豪.浅谈PLC在工业自动化控制领域中的应用[J].南方农机，2020，51（1）：224+230.

[7] 许瑞.PLC在工业自动化控制领域中的作用[J].科技经济导刊，2017（1）：50+46.

[8] 卢彩伶.PLC在工业自动化控制领域中的作用[J].电子技术与软件工程，2017（19）：107.