基于PLC 控制的工業自動化技術研究

李業剛

（宿州職業技術學院機電工程系 安徽 宿州 234000）

0.引言

隨著信息技術的飛速發展， 雖然PLC 控制技術的發展時間相對較短，但PLC 控制技術卻取得了許多重大突破，這也使PLC 控制成為工業自動化技術的核心， 有效滿足了各種工業自動化產品的控制要求。在發展初期，PLC 控制主要用于繼電器控制，從而使PLC 能夠代替原有的核心系統，實現了對繼電器的有效控制，雖然PLC 控制在應用范圍上受到一定限制，但PLC 控制憑借其強大的控制性能，使其日益受到工業領域的重視， 這也使PLC 控制技術得到了進一步的發展。 時至今日，PLC 控制技術得以不斷成熟，其應用范圍也不斷擴大，這也使工業領域在自動化產品研發中越來越依賴于PLC 控制技術， 從而使越來越多的工業自動化產品進入到人們的日常生活中。 與此同時，在工業自動化中要想更加高效的應用PLC 控制技術，就必須要對PLC 控制技術的原理及其抗干擾方面進行更深層次的研究，不斷探尋更加先進的控制方式，才能更好推動PLC 控制技術在工業自動化中的應用。

1.PLC 控制技術的概念及功能

1.1 PLC 控制技術的基本概念

在上世紀七十年代，人們發現一種新型的控制技術，即PLC 控制技術。 該技術發展至今已經歷經將近半個世紀的時間，PLC 又被稱之為可編緝邏輯控制器，將PLC 與自動化技術、通信技術以及計算機技術進行有機結合，能夠大大提高工業自動化領域的生產水平，改變原有工業產品的控制方式。 現階段，我國工業領域已經廣泛應用PLC 控制技術，除了在各類自動化產品中能夠應用PLC 控制技術以外，在許多控制問題上，都能利用PLC 控制技術來進行解決，從而大大滿足工業領域的控制功能要求。 PLC 控制技術具有非常高的安全性，并可對設備結構進行模塊化控制，就目前來看，由于人們對工業自動化產品的要求不斷提高， 這也使工業領域對PLC 控制技術的應用有了更高的要求， 而這就需要進一步加大PLC 控制技術的研究力度， 使基于PLC 的自動化產品性能得以不斷的完善。

1.2 PLC 控制技術的功能體現

相比于計算機結構來說，PLC 控制技術在結構上有許多共通點，不過PLC 作為一種重要的控制器件，其自身也存在一定的特殊性，為了使其自身功能得以不斷擴展， 這也使PLC 和計算機之間存在著較大差異。 將PLC 與微電子技術進行結合應用， 可使PLC 實現順序控制，根據輸入的控制信號，能夠有效控制現場中的各種自動化設備，使這些自動化設備能夠嚴格按照特定的流程來進行運行。 對于PLC 控制技術來說，其功能有許多，如限位控制、技術控制、開關量控制等，利用這些功能，能夠使PLC 控制技術集成到自動化設備中，從而更好滿足系統集成化的發展要求，使工業自動化進程得到進一步的推動。

2.基于PLC 控制的工業自動化原理及現狀

2.1 基于PLC 控制的工業自動化原理

基于PLC 控制的工業自動化技術往往涉及到許多技術， 通過多種技術的綜合運用， 才能使自動化設備完成特定的功能和作業任務。PLC 控制在工業自動化中的應用，主要涉及到三個環節，分別是輸入采樣、程序執行與輸出，這三個環節也是PLC 控制在工業自動化中的應用原理，而且上述三個環節能夠形成一個完整回路，從而確保PLC能夠對工業自動化設備進行精確控制。 在輸入采樣環節中，其也是PLC 控制在工業自動化設備中進行應用的首要環節，PLC 能夠對各種輸入數據及狀態進行順序掃描，并將所有掃描到的輸入數據及狀態存儲至映像區中的各個控制單元，在輸入采樣完畢后，PLC 會自動執行用戶程序，并執行數據刷新動作，以此驗證輸入的數據及狀態是否正確。 對于PLC 來說，其在執行用戶程序與輸出結果時，其內部各個控制單元中存儲的數據及狀態是不會發生變化的，因此需要對兩者之間的時間差進行控制，方可保證其不會發生改變。 在執行程序環節中，PLC 會對用戶下達的程序命令進行自動掃描，以此確保用戶程序能夠被讀取。通常來說，在對用戶下達的程序命令進行掃描時，需要按照特定的順序和方法來對程序進行執行， 以此獲得最終結果。此外，還要對該環節中掃描到的數據及狀態與上一環節中的數據和狀態進行核對，判斷兩者是否相等，這樣才能決策出是否需要對用戶下達的程序命令進行執行。 在結果輸出環節中，其也是PLC 控制原理中的最后一個環節，PLC 會對輸入采樣環節與執行程序環節的數據及狀態執行刷新，并利用輸出電路對外部設備進行驅動，從而使核心系統的運行得到有效控制。 由此可見，上述三個環節共同組成了PLC 控制技術的整個周期。

2.2 基于PLC 控制的工業自動化發展現狀

在工業自動化發展中，PLC 控制技術所發揮的作用是其他技術所無法代替的，但PLC 控制技術在操作上是否規范，在應用PLC 控制技術時需要注意哪些問題， 也已成為目前我國對基于PLC 控制的工業自動化技術研究中非常關注的問題。 就目前來看，在基于PLC 控制的工業自動化發展現狀中，主要關注以下問題的研究：其一是溫度問題的研究，溫度會對PLC 控制技術的應用性能產生重要影響，PLC 控制器能夠在0℃-55℃的溫度范圍內正常工作， 因此需要對PLC 控制器進行正確安裝，避免高溫位置，如果安裝位置的周圍溫度較高，則應配備相應的散熱裝置。 此外，PLC 安裝不可在低溫環境下進行， 如有必要，可采取相應的保暖措施；其二是濕度問題的研究，濕度也會對PLC控制器的性能產生重要影響，空氣濕度過大，很難保障PLC 控制器的可靠性，據相關研究表明，當空氣相對濕度超過85%以上時，便會對PLC 控制器的工作性能造成影響，因此要想確保PLC 控制能夠正常運行，就必須要確保空氣相對濕度在85%以下，并且不會發生凝露現象；其三是振動問題的研究， 當自動化設備運轉時， 振動會降低設備中PLC 控制器的性能， 因此需要避免將PLC 控制器安裝到振動頻繁區域，使PLC 控制器能夠遠離振動源，如有必要，還可設置減振裝置來削弱振動給PLC 造成的不利影響；其四是電源問題的研究，據研究表明，只有在50Hz、220V 交流電的驅動下，才能確保PLC 設備的正常運行，此外還需要PLC 設備具備一定的抗干擾性能，在必要時可通過屏蔽層的設置來削弱電源線給PLC 設備造成的干擾， 并盡量采用直流穩壓式電源。

3.基于PLC 控制的工業自動化技術應用

3.1 過程控制

在基于PLC 控制的工業自動化技術中， 過程控制的目的是操作模擬量，利用模擬量來對工業自動化設備進行實時監控，通過對設備中模擬量的電壓、電流及溫度等相關參數的檢測，從而判斷PLC 控制設備的運行情況。 根據PLC 控制的自身特點，結合用戶的實際需要，對開關量進行相應的設置， 能夠使PLC 根據具體的操作流程來進行控制。 在過程控制中，閉環和開環的作用非常重要，這種控制方式使PLC 控制設備在冶金、化工及石油等諸多領域中發揮著十分明顯的控制效果。

3.2 信息控制

信息控制也是PLC 在工業自動化技術中的主要控制方式， 這種控制方式能夠對數據進行自動處理，在信息控制過程中，根據具體的控制目的，PLC 自動化設備會對生產過程中的各種信息進行采集、存儲、處理和傳輸，通過分析數據，并結合PLC 技術的相關標準及要求，以此實現對設備的有效控制。 現如今，信息控制已經成為PLC 控制技術進行信息化轉變的重要途徑。

3.3 順序控制

順序控制是PLC 控制在工業自動化技術中的重要控制方式之一，用戶可通過簡單控制命令的輸入，使PLC 設備能夠按照指定的順序和流程來運行。 順序控制能夠對PLC 所具備的基本功能進行良好體現， 現如今，PLC 控制在工業自動化領域中所發揮的作用正變得日益重要。

3.4 運動控制

運動控制主要適用于對特殊對象的控制， 從而控制其進行圓周、直線等運動，運動控制是控制脈沖量，并利用脈沖量來驅動設備進行各種機械運動。 現階段，對于運動控制，已經成為基于PLC 控制的工業自動化技術的研究重點，尚有許多問題亟需得到進一步的解決。

3.5 遠程控制

遠程控制也是PLC 控制在工業自動化技術中的重要應用方式，通過遠程控制，能夠加強智能終端、PLC 控制網、計算機技術以及PLC技術之間的聯系。

4.結語

總而言之， 隨著科學技術的發展，PLC 已經成為工業自動化技術中的重要控制技術，人們對PLC 控制技術的研究也將變得日益深入。在不久的將來，PLC 技術必將在工業自動化控制中發揮更大的作用，從而使我國工業自動化控制水平得到進一步的提升。