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摘要:PLC在工业电气自动化中发挥的作用非常大,本文结合笔者自身经验,对PLC主要构件、在工业自动化中应用的优势、应用范围、应注意问题以及如何解决干扰问题进行了探讨,希望给这方面的研究起到一定的指导作用。
关键词:PLC;工业;电气自动化;
中图分类号:TU855文献标识码: A 文章编号:
1、引言
PLC也就是我们所说的可编程逻辑控制器,主要应用于工业自动化中的控制,由于其功能非常强大而且使用较为方便、可靠,当前已经获取了广泛的应用,为我们的工业生产起到了极大地促进作用,基于此,PLC在工业电气自动化之中应用的研究具有一定的实践和学术指导意义。
2、PLC主要构件
PLC本质是应用于工业控制方面的计算机,其硬件和微型计算机具有很大的相似之处,以下为其主要构件的分析:
(1)电源:在PLC之中,电源的作用是为其工作提供电能,确保其工作稳定性,是系统正常工作的前提。
(2)CPU:这属于PLC工作过程中最为核心的部分,它是控制中枢,在每一套PLC之中,至少要存在一个CPU,具体来说,它的工作是应用于数学和逻辑预算。
(3)存储器:存储器又可以分为用户存储器和程序存储器这两类,主要用以存放用户程序、监控程序、逻辑变量以及一些其他的信息。
(4)I/O模块:这是PLC及现场设备进行输入及输出的通道,在PLC运行的过程中,根据I/O点数可以确定模块的数量及规格。
(5)编程设备:这属于开发应用、维护检查以及监测运行的构件,一般不直接用于控制工作。
除了以上这几部分之外,PLC还有通信模块、功能模块以及人机界面等其他构件。
3、PLC在工业自动化中应用的优势
在PLC的應用过程中,主要为工业自动化提供完善的方案。随着市场经济的不断发展,各种计算机技术、通信技术的应用越来越深入,使得工业自动化需求也在不断地变化,而伴随着PLC技术的不断发展和技术创新,其在工业领域中的应用前景也越来越大。
另一方面,科技的创新使工业控制由最初简单的基础逻辑控制和简单顺序控制逐步变味了复杂控制和过程控制,而PLC技术也成为了三大工业自动化控制支柱技术之一,这在机器人以及CAD/CAM领域表现的尤为明显。
PLC技术在工业应用领域中的主要技术包含了顺序控制、过程控制、生产过程管理监控、网络技术控制以及位置控制等。 举例来说,CNC、DCS等技术在PLC中的集成已经实现了嵌入式应用,整体的成本比较低,而且一些比较简单的芯片就能够进行浮点运算,加之其使用了相关开发工具,使得当前PLC的编程更加高效、便利。
4、PLC 在工业自动化的应用范围
在工业自动化中,PLC的主要应用体现在以下几个方面:
首先是开关量逻辑控制方面,传统的继电器电路当前已经基本被取代,在这方面,PLC既可以用于控制单台设备,也可以控制多台设备,比如印刷机、注塑机、组合机床、订书机械、磨床、电镀流水线等。
其次是应用于工业过程的控制,虽然在离散过程控制领域中也有PLC技术的应用,但是在连续过程控制领域中的应用却应用比较少,而当前的PLC却在这方面应用比较多,而且还在不断地增长。
第三是运动控制方面,在运动控制领域PLC技术的应用已经也取得了一定的成绩,而且其应用的深度和广度也在不断的扩大。具体来说,PLC在这方面主要用于直线运动以及圆周运动的控制,在应用的过程中,PLC中会专门配置运动控制模块,应用领域主要有:机床、机械、电梯以及机器人等。
第四是数据处理领域。在这方面主要是用于函数运算、矩阵运算以及逻辑运算,此外还有数据转换、查表、数据传送、排序以及位操作等,可以用于采集数据、分析数据以及处理数据。具体领域有冶金、造纸以及食品工业等方面。
第五是通信和联网,PLC通信又可以分为PLC之间以及PLC和智能设备之间的通信,目前随着PLC技术应用的深入,其通信也越来越方便。
5、PLC技术应用过程中要注意的问题
一般来说,在工业环境中应用PLC技术并不需要专门采取一些措施就可以直接使用,不过如果生产环境比较恶劣的话,则会导致较为强烈的电磁干扰,往往会导致其运行不正常,因此,我们要注意一些工作要点:
首先是温度,一般来说,PLC的温度要求为0°到55°,因此安装PLC的过程中要避免使其处在发热量比较大的元件之下,而且散热工作要做好,扩展单元和基本单元之间的间隔要在30mm之上。第二是湿度,要想保证PLC正常工作,其空气的湿度要小于85%。
第三是要避免震动,强烈的震动会影响PLC的工作性能,我们需要防止震动的频率在10Hz到55Hz这一范围之内。
第四是空气,具体来说要避免PLC工作于易燃和易腐蚀的气体条件下,针对腐蚀性或者粉尘气体比较严重的情况,我们要把PLC安置于控制柜中,并进行一些空气净化器的设置。
第五是电源,一般PLC的供电为220V,50Hz的交流电,其要能够抵抗来自原电源线的干扰。但是针对可靠性要求比较高的情况,我们要进行屏蔽层的设置,此外,通过扎起其电源的输入端进行LC滤波电路的串接也能够起到抗干扰的效果。如果输入端使用的电源外接直流情况,则要确保外接直流电源的稳定性。
6、常遇到的干扰问题
在工业控制过程中,PLC可能会遇到的干扰现象主要可以分为以下几种:
第一,辐射干扰,这种干扰来自原空间,主要是由于雷电、无线广播、雷达、电视、高频感应加热设备所导致的。
第二是系统外引线干扰,在工业现场这种干扰比较严重,主要有:电源干扰,这种干扰是由于分布电容存在而导致的,隔离往往不能够真正解决这种干扰问题,实践发现,这类干扰是最容易导致故障的;信号线引入干扰,在我们屏蔽电缆的时候,很有可能导致这种情况;接地系统混乱所导致的干扰,一般来说,要想保证PLC工作的可靠性,良好的接地是一个重要前提,这能够防止电压冲击危害。
最后是PLC内部干扰,这主要是由于PLC在运行的过程中其电路和系统内部元件之间会产生相互电磁辐射,这类情况属于电磁兼容没有设计好所导致的,整体比较复杂,而且在应用过程中是无法改变的,因此我们在应用之前要选择抗干扰能力比较好、电磁兼容设计比较好的系统。
7、结语
随着工业自动化的发展,PLC的应用将会越来越深入,在应用过程中,如何确保其高效和可靠是关键。相信在不久的将来,PLC将会有更大的发展、无论是其产品还是其规格,抑或人机界面以及通信功能都将出现质的提升,为工业控制起到促进作用也会越来越大。本文由于篇幅有限,所涉及的内容并不是很深入和完善,因此,虽有一定指导意义,但还存在很多不足,希望我们工作人员还能在工作中做好这方面研究的完善和深入。
参考文献
[1] 邴波,汤启光.简述PLC应用及使用中应注意的问题[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2011(01)
[2] 马家峰.PLC在电梯集选控制中的应用[J]. 技术与市场. 2011(06)
[3] 许楠.简述PLC的创新之路[J]. 科技创新导报. 2011(02)
[4] 王谦明.应用PLC时应注意问题探讨[J]. 现代商贸工业. 2010(17)
[5] 柏承宇.PLC技术的应用及其发展趋势[J]. 企业导报. 2010(11)
[6] 陈振伟.松下PLC在机械手控制中的应用[J]. 知识经济. 2009(14)
[7] 张维久,胡汉春,李冲. 上位机与PLC的通信与监控设计[J]. 机电产品开发与创新. 2008(01)
关键词:PLC;工业;电气自动化;
中图分类号:TU855文献标识码: A 文章编号:
1、引言
PLC也就是我们所说的可编程逻辑控制器,主要应用于工业自动化中的控制,由于其功能非常强大而且使用较为方便、可靠,当前已经获取了广泛的应用,为我们的工业生产起到了极大地促进作用,基于此,PLC在工业电气自动化之中应用的研究具有一定的实践和学术指导意义。
2、PLC主要构件
PLC本质是应用于工业控制方面的计算机,其硬件和微型计算机具有很大的相似之处,以下为其主要构件的分析:
(1)电源:在PLC之中,电源的作用是为其工作提供电能,确保其工作稳定性,是系统正常工作的前提。
(2)CPU:这属于PLC工作过程中最为核心的部分,它是控制中枢,在每一套PLC之中,至少要存在一个CPU,具体来说,它的工作是应用于数学和逻辑预算。
(3)存储器:存储器又可以分为用户存储器和程序存储器这两类,主要用以存放用户程序、监控程序、逻辑变量以及一些其他的信息。
(4)I/O模块:这是PLC及现场设备进行输入及输出的通道,在PLC运行的过程中,根据I/O点数可以确定模块的数量及规格。
(5)编程设备:这属于开发应用、维护检查以及监测运行的构件,一般不直接用于控制工作。
除了以上这几部分之外,PLC还有通信模块、功能模块以及人机界面等其他构件。
3、PLC在工业自动化中应用的优势
在PLC的應用过程中,主要为工业自动化提供完善的方案。随着市场经济的不断发展,各种计算机技术、通信技术的应用越来越深入,使得工业自动化需求也在不断地变化,而伴随着PLC技术的不断发展和技术创新,其在工业领域中的应用前景也越来越大。
另一方面,科技的创新使工业控制由最初简单的基础逻辑控制和简单顺序控制逐步变味了复杂控制和过程控制,而PLC技术也成为了三大工业自动化控制支柱技术之一,这在机器人以及CAD/CAM领域表现的尤为明显。
PLC技术在工业应用领域中的主要技术包含了顺序控制、过程控制、生产过程管理监控、网络技术控制以及位置控制等。 举例来说,CNC、DCS等技术在PLC中的集成已经实现了嵌入式应用,整体的成本比较低,而且一些比较简单的芯片就能够进行浮点运算,加之其使用了相关开发工具,使得当前PLC的编程更加高效、便利。
4、PLC 在工业自动化的应用范围
在工业自动化中,PLC的主要应用体现在以下几个方面:
首先是开关量逻辑控制方面,传统的继电器电路当前已经基本被取代,在这方面,PLC既可以用于控制单台设备,也可以控制多台设备,比如印刷机、注塑机、组合机床、订书机械、磨床、电镀流水线等。
其次是应用于工业过程的控制,虽然在离散过程控制领域中也有PLC技术的应用,但是在连续过程控制领域中的应用却应用比较少,而当前的PLC却在这方面应用比较多,而且还在不断地增长。
第三是运动控制方面,在运动控制领域PLC技术的应用已经也取得了一定的成绩,而且其应用的深度和广度也在不断的扩大。具体来说,PLC在这方面主要用于直线运动以及圆周运动的控制,在应用的过程中,PLC中会专门配置运动控制模块,应用领域主要有:机床、机械、电梯以及机器人等。
第四是数据处理领域。在这方面主要是用于函数运算、矩阵运算以及逻辑运算,此外还有数据转换、查表、数据传送、排序以及位操作等,可以用于采集数据、分析数据以及处理数据。具体领域有冶金、造纸以及食品工业等方面。
第五是通信和联网,PLC通信又可以分为PLC之间以及PLC和智能设备之间的通信,目前随着PLC技术应用的深入,其通信也越来越方便。
5、PLC技术应用过程中要注意的问题
一般来说,在工业环境中应用PLC技术并不需要专门采取一些措施就可以直接使用,不过如果生产环境比较恶劣的话,则会导致较为强烈的电磁干扰,往往会导致其运行不正常,因此,我们要注意一些工作要点:
首先是温度,一般来说,PLC的温度要求为0°到55°,因此安装PLC的过程中要避免使其处在发热量比较大的元件之下,而且散热工作要做好,扩展单元和基本单元之间的间隔要在30mm之上。第二是湿度,要想保证PLC正常工作,其空气的湿度要小于85%。
第三是要避免震动,强烈的震动会影响PLC的工作性能,我们需要防止震动的频率在10Hz到55Hz这一范围之内。
第四是空气,具体来说要避免PLC工作于易燃和易腐蚀的气体条件下,针对腐蚀性或者粉尘气体比较严重的情况,我们要把PLC安置于控制柜中,并进行一些空气净化器的设置。
第五是电源,一般PLC的供电为220V,50Hz的交流电,其要能够抵抗来自原电源线的干扰。但是针对可靠性要求比较高的情况,我们要进行屏蔽层的设置,此外,通过扎起其电源的输入端进行LC滤波电路的串接也能够起到抗干扰的效果。如果输入端使用的电源外接直流情况,则要确保外接直流电源的稳定性。
6、常遇到的干扰问题
在工业控制过程中,PLC可能会遇到的干扰现象主要可以分为以下几种:
第一,辐射干扰,这种干扰来自原空间,主要是由于雷电、无线广播、雷达、电视、高频感应加热设备所导致的。
第二是系统外引线干扰,在工业现场这种干扰比较严重,主要有:电源干扰,这种干扰是由于分布电容存在而导致的,隔离往往不能够真正解决这种干扰问题,实践发现,这类干扰是最容易导致故障的;信号线引入干扰,在我们屏蔽电缆的时候,很有可能导致这种情况;接地系统混乱所导致的干扰,一般来说,要想保证PLC工作的可靠性,良好的接地是一个重要前提,这能够防止电压冲击危害。
最后是PLC内部干扰,这主要是由于PLC在运行的过程中其电路和系统内部元件之间会产生相互电磁辐射,这类情况属于电磁兼容没有设计好所导致的,整体比较复杂,而且在应用过程中是无法改变的,因此我们在应用之前要选择抗干扰能力比较好、电磁兼容设计比较好的系统。
7、结语
随着工业自动化的发展,PLC的应用将会越来越深入,在应用过程中,如何确保其高效和可靠是关键。相信在不久的将来,PLC将会有更大的发展、无论是其产品还是其规格,抑或人机界面以及通信功能都将出现质的提升,为工业控制起到促进作用也会越来越大。本文由于篇幅有限,所涉及的内容并不是很深入和完善,因此,虽有一定指导意义,但还存在很多不足,希望我们工作人员还能在工作中做好这方面研究的完善和深入。
参考文献
[1] 邴波,汤启光.简述PLC应用及使用中应注意的问题[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2011(01)
[2] 马家峰.PLC在电梯集选控制中的应用[J]. 技术与市场. 2011(06)
[3] 许楠.简述PLC的创新之路[J]. 科技创新导报. 2011(02)
[4] 王谦明.应用PLC时应注意问题探讨[J]. 现代商贸工业. 2010(17)
[5] 柏承宇.PLC技术的应用及其发展趋势[J]. 企业导报. 2010(11)
[6] 陈振伟.松下PLC在机械手控制中的应用[J]. 知识经济. 2009(14)
[7] 张维久,胡汉春,李冲. 上位机与PLC的通信与监控设计[J]. 机电产品开发与创新. 2008(01)