论文部分内容阅读
摘 要：随着我国科学技术的不断发展和进步，越来越多的行业实现了自动化运行的目标，自动化程度的提升一方面能够加速工业领域的进一步发展，另一方面也能在一定程度上节约企业用人成本，对国家和企业而言具有十分重要的现实意义。基于此，本文对PLC技术在工业自动化控制中的应用进行了详细分析，本文首先针对PLC的运行机理进行了详细介绍，其次，针对PLC在开关控制方面的应用、在过程和运动控制中的应用、在模拟量和集中控制的应用、在变频控制方面的应用展开了详细论述，最后，详细介绍了在PLC使用过程中需要注意的问题，希望通过本文的研究，能够进一步发挥PLC技术的优势，进而为其在工业领域更为高效的应用奠定坚实基础。
关键词：PLC技术；工业自动化控制；应用分析
PLC又可以称之为可编程序控制器，它作为一种专门在工业环境下运行的自动控制装置，在工业生产运行过程中起到重要作用，通过应用PLC不仅能够实现存储器的存储功能，而且也可以通过设置内部运行参数使其实现自动控制功能，PLC在工业生产中的良好应用一方面能够进一步缩减人工成本，进而节约企业人力资源消耗，另一方面，通过使用高精密的PLC系统能够实现机械自动化控制，对维修、应用等具有十分重要的作用。本文将以PLC技术在工业自动化中的应用为研究对象，对其使用过程中存在的问题进行详细研究。
1、PLC技术的控制原理
PLC技术的应用离不开逻辑扫描技术的应用，因此可以说PLC技术的控制技术就是顺序逻辑扫描技术，其中主要包含三个阶段的控制：首先，采样阶段的控制。PLC需要按照顺序把每个接口的相关状态和数据进行扫描，并把掃描出来的内容保存到I/Q映像区单元里，在一个完整的运行周期内，这些接口的相关运行参数不会发生任何改变，当要进行下一周期的运行时，上一周期的参数需要通过扫描进入到系统中，实现自动化保存；其次，用户程序执行阶段，在这一阶段，PLC是用梯形图的形式按顺序对用户从上到下的进行扫描，其顺序是由左到右和由上到下，通过扫描每个点的数据，实现逻辑闭合，并把每个状态的数据进行运算和保存。最后，输出与刷新阶段。这一阶段的主要作用是电脑的中央处理器会对整个过程的相关数据进行全部刷新，从而使数据能够全部输出和保存，进而为下一阶段的开展奠定基础。
2、PLC技术在工业自动化控制中的应用
PLC技术作为自动化控制系统在工业中的应用较为广泛，其应用主要体现在开关控制、过程自动化控制、模拟量和集中控制、电机进行变频控制等几个方面，本文将从以上几方面出发，对其应用过程进行详细研究：（1）PLC在开关控制方面的应用研究。PLC最初在开关控制方面的应用是为了取代继电保护装置进行应用，它在工业开关控制方面的应用主要体现在以下几个方面：首先是其集成了开关控制的功能，能够实现开关的自动打开与闭合功能，采用PLC开关不仅能够使开关控制过程更为简单、灵敏，而且其可信度较高，相比于继电保护开关而言，在节约人工成本、维护方面具有不小的优势；其次，PLC控制开关具有十分强大的控制功能，其控制的节点能够从几十个到几万个不等，这样不仅能够提高应用时率，而且大大节省了人力资源，除此之外，PLC开关以控制顺序和设计思路作为基础，在控制过程中能够通过模拟仿真系统进行直观图的绘制图形，保证了系统的时效性和规范性。最后，PLC开关在应用过程中采用了灵活多变的控制逻辑，能够在时率以及计数环节进行随意切换。（2）过程和运动控制。PLC开关自动控制不仅能够控制离散型控制，而且能够实现连续化的控制过程，PLC可以通过改变控制算法，使系统的温度、压力等各项参数按照要求进行切换，以满足生产需求，这种类型的PLC开关主要在化工、炼化厂等有锅炉的地方进行使用。（3）模拟量和集中控制。根据控制对象的不同，PLC控制系统有不同的组合模块，包括中央处理模块，输入输出模块，逻辑运算模块，通信模块等。 通过每个模块的组合应用，实现了对系统的有针对性的控制。 通过对PLC的仿真，大大提高了过程控制系统的精度，使系统的加热，冷却，保温过程按计划严格执行，完全满足工业过程的控制设计和要求。除此之外，PLC还具有很强的中央控制系统，不仅能够实现工业化的全自动化控制，而且能够很好的对自身进行控制，在PLC工作过程中，LPC能够检测到输入信号并与记忆模块之间建立关系，及时对自身运行的故障进行检测，从而实现故障的检测与预警功能。（4）电机变频控制。PLC在电机变频控制方面的功能很多，不仅能够很好的控制电机运转状况，而且能够与变频器共同使用，从而使电机按照不同的速度运转，通常PLC在运转时，LPC与P侧之间的电压有所增加，通过指令控制电机转速，从而使转速与T值之间形成正相关，进而提升电机转速。
3、PLC技术在工业应用中应当注意的问题
通过上文叙述可以看出，随着科学技术的不断发展，PLC在工业生产中将会扮演越来越重要的角色，PLC技术在近几年的快速发展已经为其今后的发展奠定了良好基础，其稳定性较高、适应能力较强的特点能够保障其在应用过程中具有较高稳定性，这对于工业生产而言的意义较为明显。但在实际应用过程中，由于工作环境的限制，可能会出现一定的干扰，针对这些问题的出现，在实际应用过程中需要注意以下几个方面：（1）限制温度。PLC在使用过程中对温度的要求较高，通常在零摄氏度以上，55摄氏度以下，因此，在PLC安装前就需要着重考虑其应用温度和散热条件，尽量避开强光照区域和温度较高的区域，除此之外，由于PLC在应用过程中会造成大量的热量散失，因此，选择良好的通风环境和制冷设备尤为关键，因此，在对PLC安装时，一方面需要避开强光照地区，另一方面为了保证PLC的稳定运行，需要对散热区域加以规划。（2）注意适度的控制。由于PLC系统中的元件敏感性较强，因此在使用过程中如果其处于较为潮湿的环境，会对元件灵敏性造成一定的阻碍，严重时可能会导致元件不能正常运行，因此，在实际应用过程中，相关技术人员需要加强对PLC元件运行环境的控制，使其不要处于潮湿的环境中运行。一般湿度不能超过8590。（3）减小振动对元件灵敏性的影响。针对PLC系统而言，振动是导致其出现不精准的一个主要影响因素，因此我们需要通过控制其运行频率来减小振动的影响，另一方面，我们在应用时也需要考虑系统的工作状态，因此振动频率也不能过小，通常在10赫兹到55赫兹之间最为合适，除此之外，我们还需要考虑其他因素的影响，比如可以通过装减震胶等措施减小振动的影响。（4）防干扰设置。尽管PLC系统具有高稳定性，但仍受内部干扰，引线干扰和辐射干扰的影响。内部干扰是由PLC组件和电路之间的电磁辐射引起的，PLC设计人员应对其进行干扰，包括信号线和电源传导的干扰。辐射干扰的情况比较复杂，它产生的环境中充满各种电磁辐射，包括电视辐射，通信网络辐射，电辐射等。为了提高PLC系统的稳定性，应通过科学有效的设计，合理的安装和接线以及电源隔离来有效抑制和屏蔽干扰，以保证PLC系统的正常运行。
参考文献：
[1]刘会：工业自动化控制的现状和未来发展趋势，《硅谷》，2010年第2期.
[2]章昌南：浅谈我国工业自动化发展状况，《金属加工》，2008年第19期.
[3]许多：浅谈PLC的发展趋势，《甘肃科技》，2004年第6期.
[4]席盛代： 基于PC+PLC工业控制系统的应用与发展趋势，《工业控制计算机》，2008年21卷第7期.
[5]李桂芹：提高PLC控制系统可靠性的措施，《电工技术》，2006年第1期.
关键词：PLC技术；工业自动化控制；应用分析
PLC又可以称之为可编程序控制器，它作为一种专门在工业环境下运行的自动控制装置，在工业生产运行过程中起到重要作用，通过应用PLC不仅能够实现存储器的存储功能，而且也可以通过设置内部运行参数使其实现自动控制功能，PLC在工业生产中的良好应用一方面能够进一步缩减人工成本，进而节约企业人力资源消耗，另一方面，通过使用高精密的PLC系统能够实现机械自动化控制，对维修、应用等具有十分重要的作用。本文将以PLC技术在工业自动化中的应用为研究对象，对其使用过程中存在的问题进行详细研究。
1、PLC技术的控制原理
PLC技术的应用离不开逻辑扫描技术的应用，因此可以说PLC技术的控制技术就是顺序逻辑扫描技术，其中主要包含三个阶段的控制：首先，采样阶段的控制。PLC需要按照顺序把每个接口的相关状态和数据进行扫描，并把掃描出来的内容保存到I/Q映像区单元里，在一个完整的运行周期内，这些接口的相关运行参数不会发生任何改变，当要进行下一周期的运行时，上一周期的参数需要通过扫描进入到系统中，实现自动化保存；其次，用户程序执行阶段，在这一阶段，PLC是用梯形图的形式按顺序对用户从上到下的进行扫描，其顺序是由左到右和由上到下，通过扫描每个点的数据，实现逻辑闭合，并把每个状态的数据进行运算和保存。最后，输出与刷新阶段。这一阶段的主要作用是电脑的中央处理器会对整个过程的相关数据进行全部刷新，从而使数据能够全部输出和保存，进而为下一阶段的开展奠定基础。
2、PLC技术在工业自动化控制中的应用
PLC技术作为自动化控制系统在工业中的应用较为广泛，其应用主要体现在开关控制、过程自动化控制、模拟量和集中控制、电机进行变频控制等几个方面，本文将从以上几方面出发，对其应用过程进行详细研究：（1）PLC在开关控制方面的应用研究。PLC最初在开关控制方面的应用是为了取代继电保护装置进行应用，它在工业开关控制方面的应用主要体现在以下几个方面：首先是其集成了开关控制的功能，能够实现开关的自动打开与闭合功能，采用PLC开关不仅能够使开关控制过程更为简单、灵敏，而且其可信度较高，相比于继电保护开关而言，在节约人工成本、维护方面具有不小的优势；其次，PLC控制开关具有十分强大的控制功能，其控制的节点能够从几十个到几万个不等，这样不仅能够提高应用时率，而且大大节省了人力资源，除此之外，PLC开关以控制顺序和设计思路作为基础，在控制过程中能够通过模拟仿真系统进行直观图的绘制图形，保证了系统的时效性和规范性。最后，PLC开关在应用过程中采用了灵活多变的控制逻辑，能够在时率以及计数环节进行随意切换。（2）过程和运动控制。PLC开关自动控制不仅能够控制离散型控制，而且能够实现连续化的控制过程，PLC可以通过改变控制算法，使系统的温度、压力等各项参数按照要求进行切换，以满足生产需求，这种类型的PLC开关主要在化工、炼化厂等有锅炉的地方进行使用。（3）模拟量和集中控制。根据控制对象的不同，PLC控制系统有不同的组合模块，包括中央处理模块，输入输出模块，逻辑运算模块，通信模块等。 通过每个模块的组合应用，实现了对系统的有针对性的控制。 通过对PLC的仿真，大大提高了过程控制系统的精度，使系统的加热，冷却，保温过程按计划严格执行，完全满足工业过程的控制设计和要求。除此之外，PLC还具有很强的中央控制系统，不仅能够实现工业化的全自动化控制，而且能够很好的对自身进行控制，在PLC工作过程中，LPC能够检测到输入信号并与记忆模块之间建立关系，及时对自身运行的故障进行检测，从而实现故障的检测与预警功能。（4）电机变频控制。PLC在电机变频控制方面的功能很多，不仅能够很好的控制电机运转状况，而且能够与变频器共同使用，从而使电机按照不同的速度运转，通常PLC在运转时，LPC与P侧之间的电压有所增加，通过指令控制电机转速，从而使转速与T值之间形成正相关，进而提升电机转速。
3、PLC技术在工业应用中应当注意的问题
通过上文叙述可以看出，随着科学技术的不断发展，PLC在工业生产中将会扮演越来越重要的角色，PLC技术在近几年的快速发展已经为其今后的发展奠定了良好基础，其稳定性较高、适应能力较强的特点能够保障其在应用过程中具有较高稳定性，这对于工业生产而言的意义较为明显。但在实际应用过程中，由于工作环境的限制，可能会出现一定的干扰，针对这些问题的出现，在实际应用过程中需要注意以下几个方面：（1）限制温度。PLC在使用过程中对温度的要求较高，通常在零摄氏度以上，55摄氏度以下，因此，在PLC安装前就需要着重考虑其应用温度和散热条件，尽量避开强光照区域和温度较高的区域，除此之外，由于PLC在应用过程中会造成大量的热量散失，因此，选择良好的通风环境和制冷设备尤为关键，因此，在对PLC安装时，一方面需要避开强光照地区，另一方面为了保证PLC的稳定运行，需要对散热区域加以规划。（2）注意适度的控制。由于PLC系统中的元件敏感性较强，因此在使用过程中如果其处于较为潮湿的环境，会对元件灵敏性造成一定的阻碍，严重时可能会导致元件不能正常运行，因此，在实际应用过程中，相关技术人员需要加强对PLC元件运行环境的控制，使其不要处于潮湿的环境中运行。一般湿度不能超过8590。（3）减小振动对元件灵敏性的影响。针对PLC系统而言，振动是导致其出现不精准的一个主要影响因素，因此我们需要通过控制其运行频率来减小振动的影响，另一方面，我们在应用时也需要考虑系统的工作状态，因此振动频率也不能过小，通常在10赫兹到55赫兹之间最为合适，除此之外，我们还需要考虑其他因素的影响，比如可以通过装减震胶等措施减小振动的影响。（4）防干扰设置。尽管PLC系统具有高稳定性，但仍受内部干扰，引线干扰和辐射干扰的影响。内部干扰是由PLC组件和电路之间的电磁辐射引起的，PLC设计人员应对其进行干扰，包括信号线和电源传导的干扰。辐射干扰的情况比较复杂，它产生的环境中充满各种电磁辐射，包括电视辐射，通信网络辐射，电辐射等。为了提高PLC系统的稳定性，应通过科学有效的设计，合理的安装和接线以及电源隔离来有效抑制和屏蔽干扰，以保证PLC系统的正常运行。
参考文献：
[1]刘会：工业自动化控制的现状和未来发展趋势，《硅谷》，2010年第2期.
[2]章昌南：浅谈我国工业自动化发展状况，《金属加工》，2008年第19期.
[3]许多：浅谈PLC的发展趋势，《甘肃科技》，2004年第6期.
[4]席盛代： 基于PC+PLC工业控制系统的应用与发展趋势，《工业控制计算机》，2008年21卷第7期.
[5]李桂芹：提高PLC控制系统可靠性的措施，《电工技术》，2006年第1期.