PLC在工業自動化中的應用及發展

王曉威 岳晟

摘要：隨著科技的進步，PLC的各項技術也會朝著更加成熟的方向發展，最終它將在工業自動化控制的各個領域起著不可替代的重要作用。需要注意的是，PLC在應用過程中，應對工業生產環境的濕度、溫度、震動、空氣等因素做出綜合的考慮，并制訂相應的措施保證系統穩定有效的運行。

關鍵詞：PLC；工業自動化；應用

在工業自動化領域，PLC技術在廣泛使用中得到了發展，它始終處于工業自動化控制的主戰場，在各種產品生產或制造中起到了可靠的控制應用，適應當前工業自動化的需要，為自動化控制應用提供比較完善的解決方案。當前，工業現代化發展的方向是全面實現企業自動化向企業信息化方向發展，現代工業自動化的特征是物流技術、信息技術和自動控制技術的綜合應用。為了達到提質降耗、開發新品、精細加工的新要求，PLC的發展趨勢向著智能化、網絡化、數字化發展，同時向在線質量檢測、實施數據自動收集、故障自檢技術設計調試手段和數據自動管理等一系列先進技術發展。

一、PLC在工業自動化中的應用范圍

工業場所大多環境惡劣，存在著各種強電電路和強電設備，形成負責的電磁環境。PLC是專門為工業生產環境而設計的控制裝置，在設計和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強的適應惡劣工業環境的能力、運行穩定性和較高的可靠性，因此一般可以直接應用于工業環境。PLC在生產制造過程中采用了大規模集成電路技術，遵循嚴格的生產工藝，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。所以PLC系統具有極高的可靠性。目前，PLC在國內外已廣泛應用于洗煤、鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸等各個行業。

二、PLC在工業自動化控制中的應用

（一）系統模擬量及開關量的控制

PLC可以將不同的功能模塊進行組合從而實現對不同控制量的有效控制，其中包括主機模塊、高速計數模塊、位置控制模塊等。PLC的模擬量控制具有可靠性高的特點，尤其是在溫控系統中，它可以實現對設備的有效控制，同時維護起來也非常方便，這也是PLC與傳統儀表控制系統最主要的區別之一。從某種意義上說，PLC是傳統繼電器的替代品，作為一種新興產業，其在開關控制方面具有更高的準確性，操作也更加方便簡潔。PLC的開關量控制應以控制器的公式為基礎，對其控制程序進行設計，然后繪制出相應的梯形圖，并通過模擬操作檢驗系統的準確度，這種控制方式可以確保更規范的設計效果。隨著社會科學技術的快速發展，PLC技術的功能將會得到進一步的發展與完善，為我國現代化工業在自動化發面的發展做出更多的貢獻。當然，關于PLC技術在工業自動化應用中的不足之處要加以重視，找出問題之所在并給予研究解決，從而保障我國的工業得到又好又快的發展。

（二）電動機變頻調速控制

PLC的指令系統和變頻器結合使用可以控制電機的運轉和速度。電動機變頻調速控制的實現是在PLC與PWM輸出變頻器之間加入電壓平滑電路，然后改變PWM指令里t（轉速與t成正比）的數值，從而達到控制轉速的目的。PWM指令里輸出脈沖周期的大小對輸出電壓文波會產生一定的影響。

（三）PLC系統集中的控制

PLC不僅可以實現工業生產系統的自動化控制，也可以實現對其本身的集中控制，比如對系統的故障檢測、故障顯示等。PLC系統的集中控制功能主要是通過對系統的實時監測來實現，而實時監測是在故障檢測和邏輯檢測的基礎上完成的。在工業生產中，機床設備的執行和停止都需要一定的時間，在PLC集中控制的過程中，可以通過定時器來控制監測環節的啟閉，同時定時器的信號輸出可以作為設備的報警和停機信號。

（四）PLC應用中需要注意的問題

PLC技術一般應用在工業自動化控制中，而在工業生產環境中有許多的不確定因素，這些因素對PLC應用的影響是不可忽視的，為了確保PLC應用的可靠性和準確性，我們需要對這些不確定因素進行綜合考慮，不確定因素一般有以下幾種，即溫度因素、濕度因素、震動因素、空氣因素。PLC控制器在安裝時，要考慮到設備的通風和散熱問題，對于那些受溫度影響很大的系統，應在周圍配備一些制冷裝置或者通風裝置，保證PLC控制器在適宜的溫度環境下運行，只有溫控設施配備好了，才能達到令人滿意的控制效果。一般情況下，PLC元件的穩定性都與空氣的濕度密切相關，所以要想系統穩定有效的運行，就必須對環境的濕度進行科學的控制，將環境濕度控制在合理的范圍內（一般應控制到85%以下），避免因含水量過高而導致系統正常的發揮。PLC系統對震動控制也有著較高的要求，其工作環境應盡量選擇震動頻率較低的地方，一般應避開頻率范圍在10HZ-55HZ之間的地方，如果無法避免，則應采取相應的減震措施來降低其對系統的影響。工業生產環境中的氣體含量較為復雜，為了降低空氣因素對PLC系統的影響，應當避免其與易燃性氣體、腐蝕性氣體、粉塵的接觸，對于那些處在不良空氣環境中的系統，則應做好密閉工作，避免不良的空氣環境對PLC控制器產生的影響。

三、結束語

在技術層面上來看，PLC是結合了傳統的繼電器控制技術，通信技術以及計算機技術，這種可編程的控制裝置非常適合于工業自動化控制中的應用，為工業自動化控制提供了極大的方便。PLC是一種專門在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。隨著技術的發展和成熟，在工業自動化控制領域，PLC的應用范圍也在不斷擴大。

參考文獻：

[1]鄭鈳慶.基于PLC技術在工業自動化應用的分析[J].計算機光盤軟件與應用，2016.

[2]沈雅難.探析工業自動化領域中PLC的應用[J].科技資訊，2015.