PLC在工業現場控制中的應用

陳子豪

（荊楚理工學院，湖北 荊門 448000）

0 引 言

“PLC”對工業現場控制作用影響十分關鍵，也是其提高運行效率、加強安全保障的重要部分。然而，現階段，我國PLC在工業現場控制中的應用研究依然存在較多問題。本文對PLC在工業現場控制中的應用進行分析，有十分重要的理論意義。

1 PLC介紹概述

PLC在當下工業制造領域較為常見。PLC主要是指一種數字運算執行方式，其最大功能是實現自動化控制，這一點在現代工業生產中極為重要。PLC有其自身的發展歷史與形成演變。PLC是基于傳統繼電器，并通過技術創新與功能延伸的一種必然產物。PLC集成了多項科學技術，主要包括計算機技術、自動控制原理及網絡通信技術等。同時，PLC在工業控制領域具有一定延展性，可根據其需求變化與規模大小進行改變。例如，小規模的單臺設備控制、大規模工程流程生產自動化等，PLC都可以對其任務進行出色完成。此外，PLC的主要優勢還體現在其靈活性、簡單化，如編程語言簡單易讀，安裝操作較為靈活、簡單，且具有一定的抗干擾、抗波及等能力，穩定安全性能十分可靠。隨著我國科學技術不斷發展，硬件技術與軟件技術更新提升，當下PLC已經成為一種更為便捷、精小及功能強大的綜合性控制系統。PLC在諸多領域都有其較大發展空間，如電力行業、化工行業、冶金行業極制造行業等。因此，要求有行之有效的措施對其進行問題分析，如加強現場管控、提高PLC應用研發、PLC在未來工業現場控制領域的應用發展等。

2 工業自動控制中PLC的具體應用

2.1 開關量控制

通過對部分工業生產走訪調查后發現，很多工業控制現場都選擇繼電器接觸器。這種模式對小型工程十分奏效，但對于大型工業生產控制就十分不利。大型工業控制系統主要受繼電器接觸器影響，易出現如返修問題頻繁、觸點競爭強烈、線路結構復雜等問題，對生產造成無形阻礙。所以，基于這些問題情況建議采用PLC。這主要是因為PLC在速度方面反應極快，實現了硬觸點向軟觸點轉變。同時，在故障修理方面，PLC也十分簡單、方便，接線不復雜、不繁瑣，對設計生產起到一定的效率提升作用。此外，在成本控制方面，PLC也相對奏效，降低了成本資金的大量投入，節省了人力、物力。在工業控制中，PLC適用于高精度數控機床，并在提升控制精度方面起到積極效果。例如，PLC完成了單步步進模式控制，且利用中間繼電器進行單個系統動作控制。最后，在設計方面，PLC主要采用模擬仿真軟件對存在的錯誤問題進行檢測。控制部分中所涉及的梯形圖可以按照其順序動作進行畫出[1]。

2.2 模擬量控制

PLC作為一種當下最為常見的控制系統，對安全運行、提高質量、降低風險等十分關鍵。從加強工業現場控制入手，結合問題現狀，PLC主要采用模塊與模擬形式進行功能發揮與任務完成。PLC內部模塊形式不是單一片面的簡單流程，而是更為科學、合理的系統布局。最為代表性的為模塊拼接功能，這些內部模塊可以根據其控制對象實際需求與目的進行自主性組合，將控制的功能性進行增強提升。PLC內部模塊主要包括計數性模塊、輸入輸出擴展性模塊、位置控制模塊、模擬量控制模塊及遠程通信控制模塊等，在其實際運行中這些模塊可以進行自由組合與對接。

在工業控制系統匯總各關鍵儀表十分重要，可以對各項工業自動化設備的穩定運行與性能發揮起到積極作用。PLC采用模擬量方式，對自動化生產線中的關鍵儀表進行全面監控，提升了控制精度與儀表反映內容的準確性。例如，在工業零件加工過程中，極易受較多因素影響，如溫度、壓力及流量等。同時，各項涉及參數也較多，在實際控制中具有一定難度。通過PLC可以對這些參數進行全程控制與實時掌握，相對于傳統單一性的儀表裝置具有很大進步[2]。

2.3 位置控制

位置控制是自動化工業生產線必不可少的關鍵部分之一，在現代工業生產加工中多采用機械手、自動位移等模式進行運行作業。PLC在位置控制方面主要是以高精度數控機床為主。例如，刀具具體位移補償、相關主軸分度控制、全面進步分段控制等。PLC可以采用脈沖信號發出的方式，向步進電機繞組進行信號發出，實現了控制電機位移及刀具定位精準等目的。

3 鞏固PLC在工業現場控制中的具體措施

3.1 加強現場管控

PLC在工業現場控制中的應用是基于一種穩定、協同、效率的現場管控氛圍。工業現場復雜、多變，各種生產設備與機械運行往往會受其他因素影響造成問題出現，進而對工業現場安全造成影響。在對PLC工業現場設計中，一定要結合現場實際情況與生產加工需求，對設備的穩定性、技術的合理性進行考量分析。現場管控內容如下。第一，技術保障。對涉及PLC的相關技術進行充分保障，如網絡信息技術、數控技術、自動化技術及智能技術等。第二，維護保障。維護保障主要針對PLC的故障出現與問題發生，一旦出現故障會對工業現場設備、生產線等造成嚴重影響，甚者導致機械運行停止。所以，必須根據實際情況對可能出現的故障問題進行預防、處理。例如，進行定期、定時設備檢修，對PLC軟件、硬件等進行測試。

3.2 提高PLC應用研發

基于當下我國工業生產及模式的現代化形成，傳統工業生產模式已經逐漸被新技術、新工藝形式取代。以PLC為實際案例，如何在復雜多變的現場控制中使其功能不斷提升。應該以提升其應用研發為方向，開展對PLC的多領域、多功能研發，將PLC與多項技術進行融合。自動化工業模式已經逐漸向智能化工業模式轉變，據相關數據資料調查發現，國外部分工業現場已經實現了機器人控制，即機器人時代的來臨。而我國PLC在工業現場控制中依然處在發展應用階段。所以，立足于未來大變動、大格局、大發展的角度，提升PLC的應用研發進度十分重要。

3.3 加強工作人員監測意識

PLC設備及技術的投入歸根到底是人所決定的，因此，基于我國工業自動化生產作業實際情況，提高管理及工作人員的監測意識尤為重要。第一，應該通過學習培訓等方式，讓工作人員充分了解及掌握PLC監測作用、安全生產重要性。通過科學監測可以為工業現場提供安全保障及成本降低。第二，建立“從我做起、監測管理”的組織體系，將工業現場控制中PLC系統控制作為監測重點，組織工作人員學習監測知識。

4 PLC在未來工業現場控制領域的應用發展

在未來，工業現場控制中，PLC將以更為精小、多元的應用形式呈現出來，并根據大型、小型工業自動化生產需求進行市場化滿足。這極大地提升了PLC的適用性及作用發揮。此外，PLC編程語言未來將呈現高級化發展。當下所采用的為梯形圖，基于梯形圖的優勢性與弊端性，更為先進、高級的編程語言也層出不窮。例如，某公司PLC已經具備了basic模塊，采用獨立方式就可以應用visual basic進行程序語言編寫，且將PLC模塊通過接口進行導入。通過更為高級編程語言的應用，完成了面向用戶、面向過程的PLC語言程序編寫。

5 PLC具體維修技術

5.1 直觀判斷維護方式

直觀判斷維護方式是當下PLC保護及維修主要方法之一。該方法主要是通過維護人員對其存在故障及表現情況進行現場觀察，并通過自身經驗及工作能力對其進行標準判定。直觀判斷維護方式的優點在于對故障問題的及時發現。

5.2 替換分析維修方法

在PLC保護設備出現問題后，往往需要對其故障原因及形成過程進行客觀分析，并對其故障對該元件的可運行性、穩定性造成的影響進行最后判定，如果判定該設備無法再投入使用，一定要對其進行替換。“替換”不是單一片面的形式手段，而是需要對設備維修的可行性進行分析判定。例如，在故障電路系統通過科學判定，采用新組件、新微機植入等對其故障現象進行重新鑒別，進而起到一定安全鞏固的作用。因此，替換分析維修方法側重于對電路系統的整體性故障排除及維修。

6 結 論

本文對PLC在工業現場控制中的應用進行分析研究，主要包括PLC介紹概述、工業自動控制中PLC的具體應用及鞏固PLC在工業現場控制中的具體措施等。通過多方面、多角度對PLC在工業現場控制中的應用進行闡明，為下一步工作開展打下重要基礎。