基于PLC自動化控制系統(tǒng)的通信技術(shù)探究

孫洋洋

摘要：基于PLC的自動化控制生產(chǎn)線，主要包括自動送料、物料加工、產(chǎn)品裝配、定向輸送、快速分揀五道工序。這些工序之間有著密切的邏輯關(guān)系，為保證前后兩道工序緊密銜接，必須提高PLC的響應速率和控制水平。而通信系統(tǒng)通過影響信號傳遞速度，進而直接決定了PLC接收信號的時效。因此，要想提高工業(yè)自動化控制水平，必須要對PLC自動化控制系統(tǒng)的通信技術(shù)上進行創(chuàng)新、優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：PLC;自動化控制系統(tǒng);通信技術(shù)

1 可編程控制器

PLC自動化控制系統(tǒng)是基于PLC技術(shù)而構(gòu)建的1種控制系統(tǒng)。PLC技術(shù)就是1種利用可編程邏輯控制器進行控制的技術(shù)，其可以對內(nèi)部程序進行改變，并在一定用戶的指令下對自動化系統(tǒng)進行控制。該技術(shù)可以進行相關(guān)邏輯運算。在邏輯運算后，系統(tǒng)會生成模擬控制量，進而控制相關(guān)機械設備的運轉(zhuǎn)。與傳統(tǒng)自動化控制技術(shù)相比，PLC技術(shù)進一步融合了微機技術(shù)和繼電器技術(shù)，同時還對這2項技術(shù)進行了進一步的升級。PLC技術(shù)在實際應用中，系統(tǒng)接線更為簡便安全，同時工作效率也更高、更安全。通常情況下PLC技術(shù)主要由計算處理CPU、數(shù)據(jù)儲存器、電源系統(tǒng)、固定程序、通信模塊以及處理模塊等共同構(gòu)成。此外，由于PLC可編程控制器以數(shù)字技術(shù)為基礎，因此，其可以與網(wǎng)絡數(shù)字技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)生產(chǎn)中的信息化控制以及統(tǒng)一管理，這對于保證生產(chǎn)的穩(wěn)定有序發(fā)揮了積極的作用。由此可見，PLC技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)中是自動化控制的不二選擇。PLC可編程控制器經(jīng)過長時間的發(fā)展，已經(jīng)具備了數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)以及運算等多種功能，形成了1種分級網(wǎng)絡控制系統(tǒng)。這其中也有現(xiàn)代通信技術(shù)的身影。而當前的現(xiàn)場總線技術(shù)正是基于信息技術(shù)與PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中的應用而發(fā)展形成的1種技術(shù)，其安裝在生產(chǎn)制造的相關(guān)設備、儀表和控制性的網(wǎng)站空間設備之間，用以連接各節(jié)點形成1個完整的網(wǎng)絡與控制系統(tǒng)，而基于PLC的通信技術(shù)正是實現(xiàn)現(xiàn)場總線技術(shù)的基礎。

2 基于PLC自動化控制系統(tǒng)的基本架構(gòu)

早期的PLC自動化控制系統(tǒng)，采用線性控制模式，各模塊按照物料加工順序采用線性排列方式。雖然網(wǎng)絡架構(gòu)比較簡單，但是存在諸多弊端，例如PLC指令需要逐級下達，導致末端環(huán)節(jié)指令響應的延遲問題十分嚴重，特別是在工業(yè)生產(chǎn)速度較快的情況下，經(jīng)常會出現(xiàn)錯誤。而基于Profibus開放式現(xiàn)場總線標準的新型PLC自動化控制系統(tǒng)，在通信模式上則采用了垂直化控制方式，由終端控制設備（PLC）與現(xiàn)場分散的I/O設備之間直接完成信息傳遞，無論是信息傳遞的時效性，還是網(wǎng)絡架構(gòu)本身的穩(wěn)定性，都得到了明顯提升。

在該系統(tǒng)中：

（1）控制輸送站采用的是S7-315-2DP控制器，發(fā)出控制命令后，前端的傳動裝置，通過直線運動的方式將機械手推動到制定位置，然后控制機械手抓取物料臺上的產(chǎn)品。將產(chǎn)品提取起來之后，該控制器繼續(xù)發(fā)送指令，控制機械手做定向移動，達到制定位置后再松開機械手，將產(chǎn)品放下，實現(xiàn)整個閉環(huán)操作。

（2）人機交互模塊采用的是TP170B觸摸屏，其功能包括兩部分：其一是實時呈現(xiàn)系統(tǒng)運行狀態(tài)，其二是監(jiān)視整體現(xiàn)場控制設備對指令的響應情況。上述兩個模塊均屬于系統(tǒng)主站，除此之外還包括若干功能性從站，例如控制送料站從站、控制加工站從站。一級主站與二級主站之間為令牌通信，主站與從站之間為主從通信。依托通信系統(tǒng)實現(xiàn)信息與指令的傳遞，實現(xiàn)了該系統(tǒng)的穩(wěn)定運行與功能發(fā)揮。

3 PLC 技術(shù)在化工裝置電氣自動化控制中的應用

3.1 PLC 控制系統(tǒng)配置

將化工裝置電氣自動化控制融入 PLC 技術(shù)，工作人員首先要提升對控制系統(tǒng)配置情況的關(guān)注度，建立更加理想的自動化控制性能。此外，還要與化工裝置自動化控制需求結(jié)合在一起?？傮w來說，在 PLC 控制系統(tǒng)配置過程中應把握好以下內(nèi)容。

（1）電源模板應進行嚴格把關(guān)，確保電源和電壓能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)調(diào)控制，盡可能避免電源故障。

（2）中央處理單元設計是整個 PLC 控制系統(tǒng)的核心，需要呈現(xiàn)出更強的運算和控制協(xié)調(diào)作用，確保PLC 處于有效運行狀態(tài)。

（3）整個 PLC 控制系統(tǒng)運行時，需要重點圍繞輸入和輸出接口的合理設置。使得相應接口能夠呈現(xiàn)出更強穩(wěn)定性，尤其在一些實時變化信息中，能夠呈現(xiàn)出理想的采集和輸出效果。對于PLC 控制系統(tǒng)底板和接口模板，同樣需要進行有效設計，使得整個系統(tǒng)處于良好的運行狀態(tài)。

3.2 PLC 技術(shù)在開關(guān)量控制中的應用

在整個化工裝置自動化控制工作執(zhí)行時，PLC 技術(shù)在開關(guān)量控制中的作用也顯得格外明顯，這也是現(xiàn)階段化工裝置運行中比較重要的控制任務要求。相關(guān)工作人員需要全面分析實際開關(guān)量控制中的 PLC 技術(shù)，實際作用要好于傳統(tǒng)控制模式。尤其對于繼電器設備應用，可以應用 PLC 技術(shù)替代，縮短控制間隔，使得化工裝置自動化控制變得更加可靠。另外，在整個開關(guān)量控制中應用 PLC 技術(shù)，同樣需要具備可靠性特點，降低出現(xiàn)問題的概率。根據(jù)實際信息進行探討，將開關(guān)量控制在合理狀態(tài)，提升反應準確度。

3.3 故障分析與處理

在化工裝置自動化控制應用 PLC 技術(shù)，需要注重常見故障問題考量，避免故障影響后續(xù)化工裝置穩(wěn)定運行?，F(xiàn)階段，化工裝置生產(chǎn)運行環(huán)境不是十分理想，自身運行比較復雜，容易引發(fā)更加嚴重的系統(tǒng)故障問題。更重要的是，電源系統(tǒng)方面出現(xiàn)的故障問題同樣會引發(fā)嚴重后果。因此，PLC 控制系統(tǒng)維護人員除了全面把控各種常見故障內(nèi)容之外，做好外界環(huán)境影響因素的全面分析。只有這樣才能更好呈現(xiàn)出 PLC 技術(shù)運行效果。

結(jié)束語

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)基于PLC自動化控制系統(tǒng)的通信技術(shù)在現(xiàn)代社會已經(jīng)取得巨大發(fā)展，現(xiàn)場總線通信方式的出現(xiàn)，更是為工業(yè)自動化增添了更強勁發(fā)展動力。在實踐中，PROFIBUS通信技術(shù)的優(yōu)勢無疑更為突出，其能夠完成工業(yè)現(xiàn)場更多操作的訪問與控制。因此在新通信系統(tǒng)研究與應用中，不但要基于此項進行創(chuàng)新設計，更要采用多種故障診斷模式，以使其在現(xiàn)代工業(yè)自動化中發(fā)揮更大作用。

參考文獻

[1]王兆遠.淺議PROFIBUS通信技術(shù)在PLC冶金自動化控制系統(tǒng)中的應用[J].電子測試，2020（9）：90-91.

[2]章玉玲.淺談設備自動化中PLC技術(shù)的應用[J].四川建材，2019，45（9）：151-152.

[3]張龍，趙薇.通信技術(shù)在PLC自動化控制系統(tǒng)中的應用分析[J].科技創(chuàng)新導報，2019，16（17）：1，3.

[4]聶秀珍，林斌.基于PLC自動化控制系統(tǒng)的通信技術(shù)研究[J].信息技術(shù)與信息化，2018（11）：123-125.