PLC在工業電子自動化控制中的應用

國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司　鄭賀生

PLC在工業電子自動化控制中的應用

國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司鄭賀生

近年來，微電子技術和計算機技術發展迅速，取得了令人矚目的成就，在這兩項技術的推動下，可編程控制器（PLC）逐漸在工業生產中普及開來，尤其是在電子自動化控制領域，已成為不可替代的重要技術和元器件之一。PLC是一種數字化的電子期間，其主要功能是實現對于工業生產過程的控制，這種控制器改變了傳統繼電控制系統的模式，并可以在較為復雜的工業流程中建立控制網絡，已成為工業生產中的關鍵技術之一。

PLC；工業電子；自動化控制

1　前言

PLC是一種集合自動控制技術、計算機技術和現代通信技術于一體的數字化控制設備。隨著科學技術的發展和工業生產的需要，現代

PLC已經從簡單的單臺機器控制發展成為對整個工業流程和工廠進行控制的自動化儀器設備。PLC的功能演變也體現了我國工業自動化水平的不斷提高過程，是我國工業技術快速發展的一個縮影。

2　PLC功能及構成

在進行具體的應用之前，對于PLC的主要組成和基本功能的研究是十分有必要的，同時也是開展后續工作的基礎和核心的環節。PLC的構成主要包含以下幾個部分：電源、輸出輸入設備、中央處理設備、存儲設備以及接口電路等。同時，PLC系統之中的相關工作主要是由中央處理器來進行協調與控制，系統之中的邏輯變量控制、監測控制以及信息的存儲等則是由存儲裝置來完成。相關工作電源主要是由掉電保護系統進行控制，備用系統是電源之中的重要組成部分，幫助PLC可以在斷電的情況之下穩定的工作。輸入輸出設備以及接口等，主要是由通訊裝置、鍵盤和顯示設備等組成。輸入輸出設備將電路之中的相關數據信號進行處理分析，并且通過數據的隔離，轉化成為相對應的功能，最后由輸出電路將PLC的運行結果進行處理并且放大，實現電平的轉化，對現場的設備進行驅動。

3　PLC在工業自動化中的應用

3.1用PLC控制開關量

在傳統的繼電器、接觸器控制系統中，由于系統規模較小，有關問題表現的還不是很明顯。但對于較大的系統來說，由于繼電器、接觸器存在“觸點競爭”和線路復雜、不易修改等問題，給生產帶來了很多不便。PLC所具備的快速、較高的靠性、結構簡單、軟觸點多、方便維修等優點，能夠很大程度上解決上述問題。主要優勢在于不僅提高了產品質量，還節省了大量的人力和時間用。用PLC去實現在機床及自動化生產線中的開關量控制，取代了繼電器、接觸器控制系統。

開關量輸入模塊典型結構

由于此種方法使用了一個中間繼電器控制一個系統動作的模式，所以系統控制的可靠性得以提升，并且是的控制變得有章可循。在此過程中，最常使用的設計方法如下：首先建立順序控制器的數學公式，在此基礎上依據執行元件的控制節拍表規劃每個控制部分的梯形圖。采用此種方法具有較高的穩定性并且設計方法較為簡單，在投入使用之前，可以通過模擬仿真的辦法進行檢測，并進行修改。

3.2使用PLC對模擬量進行控制

PLC對于模擬量的控制就像搭設積木的過程，在充分考慮控制對象特征的基礎上，通過控制模塊的組合就可以實現對于系統控制的靈活實現。更為重要的是，PLC的控制語句較為簡便，同時具有豐富的語句控制庫，配合模擬量控制木塊的應用，在實現對于過程的控制的基礎上，還能實現對于儀表的控制。由于加入了模擬量模塊的使用，使得整個系統控制精度非常高，在對熱量的控制中，可以在全過程中實現升溫、保溫、降溫等多個動作，在以往的儀表控制系統中，是很難實現上述操作的。

3.3PLC控制位置變量

位置或者空間區域的控制是自動化工廠中重要的需求，由于使用了大量機器人進行操作，現代電子工業生產工廠對于位置的要求更高，例如經常使用的機器人搬運控制和機床傳到控制等。在使用了PLC進行位置控制時，由于PLC控制通過步進電機實現精準的位置反饋與調節，并使用電機繞組發射脈沖，所以精度控制是十分有保障的。

3.4PLC應用于系統集中控制

應該看到PLC不僅對于電子自動化具備較好的控制技術，在此基礎上也能夠實現對于整個生產系統本身的控制。此項功能對于設備故障的檢測和檢修具有重要意義。PLC的集中控制主要體現在以下兩個方面：故障檢測和邏輯檢測。現代工業生產中，機床等設備的運轉和控制都需要設定精確的時間，在一個循環周期內實現特定的功能。PLC的集中控制功能主要是通過對定時器的控制來實現的，定時器將設備的啟動和停止信號傳輸到受控元件，實現了PLC對于系統的集中控制。

4　PLC在工業自動化中應用應注意的問題

考慮到在工業環境下使用PLC，對于穩定性要求要更高，其抗干擾能力是影響在自動化控制中使用的一大因素。綜合各方面研究資料。可以看出，對PLC具有較明顯影響的環境因素主要有以下幾類：（1）溫度。PLC使用環境的溫度需要控制在0℃～55℃之間，同時應該注意的是防止太陽光的直接照射。（2）濕度。環境濕度需要控制在85%以下，并保證不會有凝露現象的發生，以此來保證PLC的絕對絕緣。（3）震動。考慮到PLC固有頻率的影響，在使用過程中要嚴格控制10～55Hz范圍內的機械振動，必要時使用減震膠等設備減小震動的影響。（4）空氣因素影響。工業生產環境中，空氣成分較為復雜，腐蝕性氣體和易燃易爆氣體都會對PLC元器件產生影響。應當做好空氣檢測和凈化工作，在粉塵較多的環境中，可以采用密閉控制柜將PLC元件隔絕開來，以此保證空氣中雜質對精度的影響。

5　PLC應用的未來發展

在深入研究PLC在工業電子自動化中的具體應用的基礎上，分析未來一段時期內PLC具有較為廣闊的發展前景，主要從以下三個

方面進行論述：（1）PLC實現綜合性能的發張。未來的PLC將會發展成為集合產品、設計和功能等多個層面的綜合化鏟平。面對越來越多樣化的市場需求，PLC在自動化控制領域的應用也會相應的增多，更加豐富的產品也會在一定程度上刺激市場的需求。（2）更加高速的PLC控制系統。在電子元件性能快速提升的條件下，PLC的存儲榮容量和計算速度也會得到質的飛躍。未來對于電子自動化控制的要求是體積更小，同時運算速度更高，PLC在這一方面具有得天獨厚的優勢，相信在不久的將來，PLC在自動化控制領域的應用就會得到普及。（3）更加多樣化的編程語言。現階段最主要的編程語言是梯形圖語言，但是可以預見，在市場對于編程語言多樣化需求的強烈推動下，更多更豐富的編程語言會被開發出來。

6　結語

PLC控制技術是現代工業電子自動化控制中的重要組成部分，本文基于PLC元器件主要功能和結構組成，詳細論述了PLC在工業電子自動化控制中的具體應用，并結合PLC在使用過程中需要注意的問題，分析了未來一段時期內PLC發展的主要方向，對于從事該項工程的研究人員具有較大的借鑒意義。

［1］劉鐵中.PLC 技術在電氣設備自動化控制中的應用［J］.科技視界，2013（34）：106.

［2］桑吳剛.PLC 技術在電氣設備自動化控制中的應用［J］.科技資訊，2012（22）：131.

鄭賀生（1987—），男，安徽阜陽人，大學本科，畢業于新疆大學，助理工程師，研究方向：機電一體化。