PLC在工業自動化控制中的應用論述

【摘 要】伴隨著計算機和電子技術的飛速發展，PLC 技術也在突飛猛進，能夠將自身功能逐漸完善，同時也擴大了應用的領域，隨著 PLC 技術的發展也逐步將實際運用中的問題進行了有效的解決。自動工業化和工業生產中可靠的數據也都是由逐漸完善的 PLC 通信功能所提供的。PLC 系統對自動化工業的各個環節也能夠越來越熟練地進行控制。PLC 伴隨著地位日益提高的工業自動化將會支撐起工業自動化發展。文章敘述了PLC的構成和功能以及分析了PLC在工業自動化控制中的應用，并就PLC在工業自動化控制應用的一些注意事項以及抗干擾設計進行了分析，有助于PLC在工業自動化控制領域的未來發展。

【關鍵詞】PLC；工業自動化；應用；研究

0 前言

隨著我國經濟發展，科學技術進步，工業自動化程度也在不斷提升。PLC在工業自動化控制、，處理模擬量、數字運算以及人機接口等方面的應用日益增加，逐漸成為我國的工業控制領域的主流控制設備，在工業控制的各領域也發揮著越來越大的作用。

1 PLC的構成和功能

在對PLC技在工業自動化中應用進行分析，就要首先了解它的構成和主要的功能，下面我們就對其進行簡單的闡述：

1.1 PLC的構成

PLC主要由電源、CPU、接口電路、I/O電路及存儲器等構成。其中，電源包含了系統、掉電保護及備用等電源。而CPU即為中央處理器，其功能為邏輯與數學運算，作用在于協調整個系統的工作。而對于接口電路而言，其主要指PLC和現場設備、外圍設備相連通道等等。至于I/O電路，其對系統的輸入電路而言，是把輸入信號隔離和電平的轉化，對輸出電路而言，是對PLC輸出結果放大以及電平的轉化。而對存儲器而言，其主要作用是存放系統中的邏輯變量和用戶程序以及監控等信息。

1.2 PLC的功能

對于PLC而言，PLC是為當前我國的工業自動化專門應用而設計的，這導致了PLC與一般計算機的功能也是存在差異的，下面就其功能進行簡單的分析：

首先，開關量的控制。其主要的功能：結合控制現場所給檢測信號而依據系統的限位開關和操作按鈕，能夠對工業控制中的機械運動部件進行控制。

其次，系統的限時和計數控制。對其限時控制而言，主要是指可以在PLC系統里設置有關的計時指令，而且在定時的設定時可以根據實際情況變通，且這主要在系統的準確實時控制應用。而對PLC計數控制而言，其計數器分為高速和普通以及可逆計數器，對功能而言，就是完成系統中的不相同的各種用途的計數控制。

2 自動工業化中PLC的應用以及所存在的問題

2.1 工業自動化中主要應用到的PLC

2.1.1 PLC中開關量的控制

PLC的優點為如下幾點，接線簡單、速度快、軟觸點多、維修方便等，系統的質量不僅能夠得到提高，同時在時間和人力方面也能夠大大節省，大系統中的不易修改和線路復雜的問題也能夠得到有效避免。PLC代替了機電控制，對控制自動開關量的可靠性也有了顯著的提高，系統動作也是由PLC使用中間繼電器來進行控制的，設計上采用了順序控制器的公式，為了能夠盡可能保證設計規范，需要將順序控制器中的梯形圖進行模擬仿真檢查。

2.1.2 PLC中模擬量的控制

PLC根據控制量的特征，控制系統便是通過組合功能模塊組裝而成的，從而能夠更加靈活的控制。高速計數模塊、I/O模塊、位置控制模塊、主機模塊等都是PLC系統中的重要模塊。要實現對過程的控制和儀表監控就必須要使用到PLC中的模擬量控制模塊。工程控制系統的精度也通過PLC中模擬量控制而更為精確，它能夠嚴格控制熱處理的溫度，例如升溫、保溫、降溫等過程，熱處理過程之中的維護和控制設計也會因為PLC模擬量控制更為方便快捷，實現了以往儀表控制系統難以實現的控制。

2.1.3 PLC中位置的控制

位置控制在自動工業化中占有重要地位。位置控制的方式實例也很多，例如工業生產中的搬運定位控制、主軸精確分度控制等。PLC在控制步電機的時候發出脈沖，步電機的脈沖便能夠得到精確確定，使得位置控制能夠輕松實現。

2.1.4 PLC中系統集中的控制

除了自動化控制，系統本身的控制也是PLC能夠輕松實現的，例如能夠控制監測以及顯示出系統故障等。邏輯錯誤的檢測和時限故障檢測的原理是控制系統在進行系統監控時所依據和采用的原理。每個機床設備工步都需要一定時間來執行工作循環中的任務，啟動定時器可以設置在檢測工步的環節中，并且啟動報警信號或自動停機信號都是用定時器的輸出信號來確定的。要注意動作持續的時間稍短于定時器的啟動時間。而一定的邏輯關系始終存在于電控系統的各個信號之間，因為這種邏輯關系在設備出現故障的時候就會被損壞掉，所以對故障的分析就需要使用已經事先編寫好的邏輯判斷故障程序來進行分析。

2.1.5 PLC中變頻調速的控制

能一起使用的是變頻器和PLC指令系統，使用過程中電機的調速和運轉都能夠得到有效控制。將電壓平滑電路加到PWM和PLC輸出中，控制轉速就需要對PWM指令中的t數值進行設置，而兩者也是成正比的，輸出電壓波紋也會受到大小不同的脈沖周期影響。

2.2 自動工業化中應用

PLC所存在的問題PLC中封閉的軟硬件體系是最大的缺點，造成多種不兼容的情況也是因為專用的通信通道和專用總線等方面出現問題。其中主要問題如下：①運行中受到溫度的限制。0至55攝氏度是PLC適合工作的溫度，所以散熱要求是PLC在安裝過程中應重點注意的，與其余發熱大的設備也要保持距離還要避免陽光直接照射。在環境溫度高于55攝氏度就需要采用制冷裝置和通風裝置，使用裝置將PLC的工作溫度降到正常范圍，使得PLC能夠正常運行。②運行中受到濕度的限制。

為了PLC的元件能夠得到穩定的保障就需要對濕度的控制一定要注意。環境水汽在一定程度上決定了元器件的絕緣性，必須要保持80%以下的相對空氣濕度。③運行中對振動的控制。振動對于PLC在運行時也有一定的要求，0至50Hz之間的振動在PLC運行過程中是一定要避免的，振動危害在必要時應該采取相應的措施來減少。大容量、高速度、多品種是未來PLC在應用中的發展趨勢，同時會擁有更加豐富的智能模塊，多樣化、高級化也是編程語言未來的發展趨勢。今后，更加成熟和應用更加廣泛的PLC也會相繼被應用。

3 結束語

總而言之，當前的PLC是作為一種控制的標準設備，而應用于當前我國的工業自動化控制領域，其各項技術也會越來越成熟。但是，當前我國的PLC控制裝置在我國的工業生產領域的應用中，還是存在問題的。因此，PLC在工業自動化的控制中，要進一步提高其技術水平，使其適應多樣工業生產環境。

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[責任編輯：丁艷]