探究PLC技術在現(xiàn)代工業(yè)中的應用

李志遠+韓亮

摘要：21世紀是科技時代是信息時代，是一個講求時間講求效率講求發(fā)展和創(chuàng)新的時代，在新時代的工業(yè)領域中，PLC引領者行業(yè)自動化的發(fā)展，主要由于PLC技術能夠適應工業(yè)控制領域中的各種現(xiàn)場狀況，并且其設計思想以計算機作為基礎，也適應了當下飛速發(fā)展的電子實業(yè)。PLC能夠對不同的客戶需求進行調整，正是以這種強大的靈活性和應變能力，PLC技術已經(jīng)逐步的成為工業(yè)領域中應用最廣泛的控制技術。

關鍵詞：PLC技術；應用；工業(yè)控制

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，通過人力進行設備的操作已經(jīng)無法適應現(xiàn)代生產(chǎn)的質量要求，無論在鏟平的質量還是系統(tǒng)的控制水平上，手動操面對現(xiàn)代化的高要求已經(jīng)越來越力不從心。而在電氣控制領域中，PLC以其強大的性能和優(yōu)點成為了國內(nèi)外采用的最普遍的控制技術。尤其在一些生產(chǎn)環(huán)境惡劣額的領域中，該技術能夠在惡劣的環(huán)境中仍舊保持穩(wěn)定可靠的工作性能，并且對于外界的干擾抗性較高，因此受到了追捧。PLC技術集中了傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中控制、儀表以及電氣于一體，能夠根據(jù)控制系統(tǒng)實際的要求以及規(guī)模進行靈活的組成，從而滿足工業(yè)化生產(chǎn)中的不同需求。從本質上講PLC為工業(yè)控制而生，無論是結構還是體積都具有極大的優(yōu)勢，是目前機電一體化中控制設備的理想選擇。微電子技術是PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展基礎，隨著電子技術的發(fā)揮在那PLC的成本也越來越低，但是功能上卻更加的強大。國際工業(yè)領域中PLC已經(jīng)成為了控制系統(tǒng)的標準配置，在所有工業(yè)企業(yè)中都會看見PLC系統(tǒng)的身影，可以說，PLC系統(tǒng)已經(jīng)成為了當前工業(yè)自動化的支柱。

1 技術特點

1.1 可靠

工業(yè)生產(chǎn)中由于生產(chǎn)環(huán)境相對于通用計算機工作環(huán)境而言相對，因此PLC系統(tǒng)必須具備較強的干擾抗性，且能夠穩(wěn)定的在惡劣環(huán)境中平穩(wěn)運行，例如高濕高溫以及電氣干擾強等環(huán)境下，PLC系統(tǒng)仍舊可以長期穩(wěn)定運行。

1.2 方便

（1） 便捷的操作：針對PLC系統(tǒng)而言，其操作的方便性主要體現(xiàn)在程序的更改以及輸入等操作的便捷上。PLC程序的編輯通常都會采用編程器，并且直接根據(jù)需要順序尋找繼電器編號、接點號以及地址編號便可以進行更改。

（2） 方便的編程：在PLC的程序設計中可以選擇不同的控制設計語言。

（3） 維修簡單：若系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則通過使用系統(tǒng)的自我診斷便可以判斷系統(tǒng)的故障出自軟件還是硬件，根據(jù)相關的故障信號指示燈以及代碼，維修人員能夠快速的尋找到故障產(chǎn)生的部位，或者通過顯示屏顯示的信息或者編程器現(xiàn)實的信息，對故障進行定位，節(jié)省了維修的時間，提高了維修的效率。

1.3 靈活

（1）編程方面：在PLC的編程中可供選擇的編程語言多種多樣，只需要其中一種便能夠完成系統(tǒng)的編程。

（2）擴展方面：根據(jù)應用規(guī)模的發(fā)展PLC會適應這種發(fā)展狀態(tài)，從而對輸入卡件、輸出卡件的點數(shù)進行增加，從而使得單元容量以及功能得以擴展，此外容量的擴大功能的增強也可以通過多臺PLC之間的連接予以實現(xiàn)。

（3）操作方面：該種特性可以大大降低設計工作量，并對安裝施工以及編程的工作量予以降低，具有較為靈活的操作特點，便于對系統(tǒng)進行管理控制。

1.4 機電一體化

PLC的產(chǎn)生本身就具有針對性，是為工業(yè)控制而生，因而在體積上更小，并且功能越來越強大，擁有較強的干擾抗性，有機聯(lián)合了電氣部件同機械部件，并綜合了計算機以及電子儀表。

2 實際應用中存在的問題

2.1 工作環(huán)境

（1）溫度。系統(tǒng)的工作環(huán)境溫度應當大于零度小于55攝氏度，并且避免同發(fā)熱嚴重的器件相鄰，保證具有足夠的通風散熱空間。

（2）濕度。以控制系統(tǒng)的絕緣性保護為目的應當保證系統(tǒng)工作環(huán)境濕度小于85%。

（3）震動。應使PLC遠離強烈的震動源，防止振動頻率為10～55Hz的頻繁或連續(xù)振動。當使用環(huán)境不可避免震動時，必須采取減震措施，如采用減震膠等。

（4）空氣。避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。

（5）電源。PLC對于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴重的環(huán)境中，可以安裝一臺帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾。

2.2 控制系統(tǒng)中干擾及其來源

（1）干擾源及一般分類。影響PLC控制系統(tǒng)的干擾源，大都產(chǎn)生在電流或電壓劇烈變化的部位，其原因是電流改變產(chǎn)生磁場，對設備產(chǎn)生電磁輻射；磁場改變產(chǎn)生電流，電磁高速產(chǎn)生電磁波。通常電磁干擾按干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號對地的電位差，共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞，這種共模干擾可為直流，亦可為交流。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種干擾疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。

（2）干擾來源分析

a. 強電干擾：電網(wǎng)供電是PLC系統(tǒng)的電源來源，由于電網(wǎng)會覆蓋在較廣的范圍中，因而會在磁場的作用下在電路中產(chǎn)生感應電壓。

b. 柜內(nèi)干擾：若控制柜中布線較亂則容易在PLC系統(tǒng)中產(chǎn)生干擾，另外負載的大電感性以及高壓電器也同樣會產(chǎn)生干擾。

c. 信號線引入：各類同PLC控制系統(tǒng)進行信號傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線，除了能夠對信息進行有效傳輸外，還會有外界的干擾信號對線路進行侵襲。干擾產(chǎn)生主要有兩種：一種是通過變送器的電源或者儀表電源產(chǎn)生的電網(wǎng)干擾，這些往往不受到重視；另一種是受到空間環(huán)境中的電磁輻射而出現(xiàn)的感應干擾，即外部感應干擾，這種干擾往往會造成較為嚴重的后果，引發(fā)I/O信號異常或者測量精度的下降，甚至會損傷元器件。

d. 來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾：正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設備向外發(fā)出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴重的干擾信號，使PLC系統(tǒng)將無法正常工作。

e. 內(nèi)部干擾：主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生，如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。

3 結束語

干擾是PLC系統(tǒng)中相對較為復雜的難題，在進行抗干擾設計中需要綜合的對各種影響因素予以考慮，如此才能有效的消除干擾對控制系統(tǒng)的不利影響，才能保證控制系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，并且隨著PLC技術不斷的成熟，其可應用領域更加的廣闊，如何才能夠使得PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)領域中發(fā)揮最大的價值是新時期研究的重要課題，但是不得不承認，PLC技術的發(fā)展?jié)摿薮螅⑶译S著技術的完善其鏟平種類將會更多，規(guī)格也會更加齊全，作為目前通用網(wǎng)絡以及自動化網(wǎng)絡的核心組成，其在工業(yè)中的發(fā)展前景也更為廣闊。

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