PLC控制技術在工業自動化中的優化應用策略

夏朝陽

摘 要：在工業自動化建設持續推進的背景下，PLC控制技術作為專門用于工業環境下自動化控制的數字運算電子操作系統，近年來雖然在各種工業控制系統、控制裝置中得到了廣泛應用，但從實際應用效果上來看，其相關應用卻仍然存在著明顯不足。基于此，本文結合我國的工業自動化發展現狀，對當前PLC控制技術應用存在的常見問題進行了分析，同時為PLC控制技術在工業自動化領域的優化應用提出了一些建議，希望能夠對工業自動化生產控制水平的提升有所促進。

關鍵詞：PLC控制技術;工業自動化

引言：從我國工業自動化發展現狀來看，PLC控制技術的應用雖然能夠有效提高各種工業機械設備的控制精度、控制效率，擴大系統控制范圍，同時保證整個自動化控制系統的可靠性、編程靈活性，但在應用過程中，卻比較容易受外界因素的干擾，如果在未能充分考慮到這方面問題，那么其實際應用效果就會大打折扣，而對于PLC控制技術應用問題及優化策略的研究，自然也是十分必要的。

一、PLC控制技術在工業自動化領域應用的常見問題

（一）運行環境相對惡劣

PLC（可編程控制器）雖然具有著比較良好的抗干擾性能，能夠在特殊環境下保持正常運行狀態，但由于工業環境十分復雜，很多PLC都會被設置于運行環境比較惡劣的區域，因此在PLC控制技術的實際應用中，其應用效果仍然可能會受到運行環境的直接影響，出現PLC意外損壞、故障頻發等情況。例如在溫濕度方面，PLC的運行環境通常應保證溫度在0-55℃之間，空氣濕度則應控制在85%之下，如果其實際運行環境達不到這一要求，且未能采取相應的防護措施，那么PLC就很可能會在運行時出現線路燒毀、進水短路等故障。而將PLC直接安裝在振動源的周邊，那么在振動較大的情況下，則可能會出現內部線路接觸不良、成PLC與接觸器觸點瞬間抖動失電等故障情況[1]。

（二）現場干擾源較多

在工業環境下，無論是強電電路還是各種電氣設備，都會可能會成為電流、電壓劇烈變化的干擾源，而在所處運行環境干擾源較多的情況下，PLC的運行可靠性也會受到直接影響。例如在使用電網為PLC系統進行正常供電時，如果出現開關操作浪涌、大型電力設備起停等電網內部變化，那么因此產生的諧波、電網短路暫態沖擊就會通過輸電線路傳輸至PLC電源，并使PLC系統受到不同程度的電源干擾。而在與PLC控制系統連接的信號傳輸線受到外部感應干擾時，則可能會導致I/O信號工作異常或系統測量精度降低，嚴重的甚至還會使PLC系統出現死機、誤動、內部元件損壞等故障。

（三）故障檢修難度較大

一般來說，由于PLC本身具有著可靠性高的特點，因此無論是CPU等各類硬件，還是相關軟件系統，基本都不會出現故障，但在部分特殊情況下，一旦PLC出現了故障問題，那么其檢修難度也同樣是非常大的。從內部結構來看，PLC系統通常會有上下錯開的兩排輸入輸出繼電器接線端子構成，同時還會設有與接線端子對應的指示燈及PLC編號，在可能故障隱患較多的情況下，如果維修人員對PLC原理圖不夠了解，那么在PLC系統出現故障后，就只能通過全面檢測來進行故障排查，這樣的檢修方式不僅存在著故障查找速度過慢的問題，同時還可能會忽略部分細節故障問題，影響故障判斷的準確性[2]。

二、PLC控制技術在工業自動化領域應用的優化策略

（一）加強PLC運行防護

在復雜的工業環境下，要想保證PLC系統運行的穩定性、可靠性，充分發揮出PLC控制技術在工業自動化生產方面的優勢，就必須要加強對PLC的運行防護，根據其運行環境的實際特點來采取各種運行防護措施，以降低特殊運行環境對PLC正常運行的影響。例如在運行環境溫度較高的情況下，應盡量將PLC安裝在空間寬敞、通風散熱良好的區域，并為其加裝散熱器，如運行環境溫度較低，則應在PLC外部安裝保溫裝置或加裝保溫層，在溫度變化較大的運行環境下，還要建立溫度監測系統，一旦溫度高于55℃或低于0℃，則應立即向管理人員發出警報，提醒其采取溫度控制措施[3]。而在空氣濕度較高的運行環境下，則需要對PLC內部或與PLC相連接的線路進行絕緣處理，并對PLC外部進行密封，以免攜帶水分較多的空氣進入到PLC內部，使PLC出現進水短路等故障。此外，如PLC安裝區域無法避開震動源，則必須要在安裝PLC時為其涂抹減震膠，或是采取其他有效減震措施，這樣才能夠避免PLC因振動受損。

（二）落實抗干擾處理措施

工業現場的干擾源較多，對PLC所造成的干擾類型也十分多樣，要想保證PLC控制技術應用的有效性，對于各種抗干擾措施的落實顯然是十分必要的。例如為避免電路接地點連接時出現異常電流，應盡量采用一點接地的方式對PLC系統進行接地處理，以提高其抗共模干擾能力;而為了避免外界信號對模擬量信號的干擾，則需要將與PLC系統連接的信號線更換為雙層屏蔽電纜[4]。同時，由于PLC的傳輸信號可分為交流信號、直流信號、模擬信號等幾種，因此必須要針對不同信號的傳輸需求來設置單獨的信號電纜，并將信號電纜與動力電纜完全分開，以免因多個信號通過同一根電纜傳輸而出現互相影響的情況。如電纜分開后仍有信號傳輸線路受到干擾，則應采用屏蔽電纜重新進行敷設，并在編程時間抗干擾濾波代碼添加到程序之中。

（三）重視系統故障檢修

在PLC控制技術的實際應用中，由于工業生產基本都需要長期持續展開，而PLC系統也同樣需要保持長期運行狀態，一旦出現故障就必須要在盡可能短的時間內完成有效檢修，因此對PLC系統的故障檢修工作，必須要提起足夠的重視，即便PLC的可靠性較高，故障發生率普遍較低，也同樣需要對PLC的運行狀況、控制精準度展開全面檢測，并對系統故障檢修方法加以創新。例如在安裝PLC之前，可根據其原理圖來繪制表格，將輸入輸出端子編號與丟應電氣符號、中文名稱明確標注出來，為電氣故障檢修工作提供指導。而對于運用語言表編寫程序的PLC，則閱讀梯形圖來熟悉設備工藝與操作過程，并在PLC出現電氣故障后采用反推法來進行故障診斷，根據輸入輸出對應表及故障點來找出與之相對應的輸出繼電器，并對滿足其動作的邏輯關系進行查詢，最終據此確定具體的故障原因。

結束語：總而言之，在工業自動化領域，PLC控制技術的應用雖然存在著很多問題，如運行環境、電磁干擾、故障維修等各方面因素，都會對PLC控制系統的實際控制效果產生直接影響，但只要能夠做好各種運行防護與抗干擾處理工作，同時重視對故障維修的前期準備與維修方法創新，其PLC控制技術的應用效果仍然是能夠得到保證的。

參考文獻：

[1]林歡.工業自動化儀表與自動化控制技術的應用研究[J].綠色環保建材，2020，（11）：169-170.

[2]李業剛.基于PLC控制的工業自動化技術研究[J].山東農業工程學院學報，2020，37（02）：39-40.

[3]袁瑋.淺談PLC控制技術在工業自動化中的應用[J].現代職業教育，2016，（08）：94.

[4]張維東.工業自動化控制中計算機控制技術的應用路徑思考[J].科技與創新，2015，（16）：138.

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