PLC 技術在工（gōng）業自動化控製中的應用（yòng）分析
2016-1-4 來源：山東祿禧新能源科技有（yǒu）限公司 作（zuò）者：張建霞 王（wáng）體（tǐ）君
【摘 要】隨著科技的發展，工業自（zì）動化水平越來越高，PLC 在工業生（shēng）產中（zhōng）的應用也越（yuè）來（lái）越廣泛，成為當代工業自動（dòng）化最重要的技術之一。本文對工業自（zì）動化技術進行了簡單的概述，分析了 PLC 技術在工業自（zì）動（dòng）化控製（zhì）中的應用。
【關（guān）鍵詞】PLC 工（gōng）業自（zì）動化 應用
PLC 的中文（wén）全稱是可編程邏輯控製器，它采用一類可編程的存儲器，用於其內部存儲程序，執行麵向用戶的邏輯運算、計數、定時以及算術操作、順序控製等指（zhǐ）令（lìng），並通過模擬式或數字的輸入以及輸（shū）出來（lái）控製機械以及生產（chǎn）過程。PLC 以其強大的可靠性和抗幹擾技術為（wéi）車間和（hé）工廠（chǎng）提供了極大的幫助，成為工業（yè）自動化控（kòng）製領域的重要組成部分。
1 PLC 概述
1.1 基本結構（gòu）
PLC的結構與計算機相（xiàng）似，由6部分構成（chéng），分別是：CPU （中央處理器）、存儲器、功能模塊、電源、通信（xìn）模塊以（yǐ）及輸入輸出接口電路。
1.2 工作階段
PLC 投入使（shǐ）用後，其工（gōng）作過程分為 3 個階段（duàn）。第一階段是輸入采（cǎi）樣階段，第二階段（duàn）是用戶（hù）程序執行階（jiē）段，第三階段是輸（shū）出刷新階段。
1.3 功能（néng）特點
PLC 在使用過（guò）程（chéng）中表現出以下優點：
（1）使用方便，編程簡單。使用時隻需要編寫計算（suàn）機一側的程序，就（jiù）可以實現 PLC 的自動接受和發送，采用簡單的編（biān）程語言，不需要計算（suàn）機知識，廠家還（hái）可在線修（xiū）改程序，改變控製方（fāng）案不（bú）需要拆除（chú）硬件。
（2）功能強大，性價比高。一台 PLC 機（jī）器有上千個程（chéng）序可（kě）供用戶使用，功（gōng）能比較強大，與（yǔ）同類（lèi）係統相比，性（xìng）價比高。可以通過聯網實現分散控製和集中管理。PLC 產（chǎn）品已經標準化，有各種（zhǒng）齊全的硬件裝置供客戶選擇，用戶能靈（líng）活方便（biàn）的進行（háng）係統配置，組成功（gōng）能不同功能（néng）的係統，適（shì）應不同客戶的需要。
（3）可靠性（xìng）高，抗幹擾能力（lì）強。傳統的繼電器由於使用量多導（dǎo）致觸（chù）點接觸不良（liáng），很容易出現（xiàn）故障。PLC 用軟件（jiàn）代替（tì）了（le）大量的時（shí）間繼電器和中間繼電器，剩下少量重要元件，接線減少，可靠性大大提高。而（ér）且采取了一係列的（de）抗幹擾措施，使用了一些抗幹擾的硬件，抗幹擾能（néng）力強大，較少發生故障，是比較可靠的工業控製設備。
（4）維修方便。PLC 發生故障的頻率很低，而且本身具（jù）備自我診斷和顯示功能，在發生（shēng）故障時可以通過編（biān）程器提供的信息快速（sù）找到原因，通過更換模塊迅速排除故障。
2 PLC 在工業自動化控製中的應用
（1）開關（guān）量控製。PLC 的持續發展，使軟（ruǎn）件虛擬逐漸取代了傳統的繼電器線路，既可以分散控製一台設備，也可以集中控（kòng）製所（suǒ）有的設備，避免由（yóu）於係統線路複雜帶來（lái）的問題，形成高效的控製係統。
（2）位置控製。在工業生產中，機床的搬（bān）運定位、主軸精確分度控製、利用機器人位移都需要通過（guò）位（wèi）置定（dìng）位來實現。位置控製作為自動化控製的重點，是在控製步進電機發（fā）出脈衝信號時（shí），根據信號反饋的位置進行精確的位移。
（3）模擬量控製（zhì）。PLC 對模擬量的有效控製，可以提高工業自動化控製係統的可（kě）靠性和準確性。PLC 裝有配套的轉換模塊，它會對溫度、壓力、速度等不同的對象進行模擬和編程，將電流電壓信號轉換為數字信號，實現精確控（kòng）製。
（4）係統集中控製。PLC 能夠（gòu）進行自動化控製，另外還可以實現對係統的控製。可以對自身（shēn）係統的故障進行診斷與顯示。PLC 的係統監測功能表現在根據檢測故障和邏（luó）輯錯誤的檢測實現係統（tǒng）監控。工業生（shēng）產的過程（chéng）中，設備的運（yùn）轉（zhuǎn）以及停止都需（xū）要（yào）時間（jiān），PLC 可以啟動定時器來進行檢測。將（jiāng）定時器的輸出（chū）信號作為運轉和停（tíng）止的標誌，實現對係統的集中控製。
（5）遠程（chéng）控製（zhì）。遠程控製是通過（guò） PLC 的聯網通信功能實現的。
（6）電動機變頻調速控製。要想控製電（diàn）機的運轉與調速就要共同使用 PLC 的指（zhǐ）令以及變頻器。在 PLC 和（hé） PWM 之（zhī）間加入電壓平滑電路，再對 PWM 指令中 T 的值進行（háng）設定，控製運轉（zhuǎn）速度。T 越（yuè）大則轉速越快。PWM 指令（lìng）中輸出的脈（mò）衝周（zhōu）期的大小對輸出電源紋波產生影響。
3 PLC 在工業自動化中需要注意的問題
3.1 溫度控製
要發揮（huī） PLC 的最大作用，必須對溫度進行控製，將溫（wēn）度控製在合理的範圍內。PLC 的（de）工作溫度有一（yī）定的範圍限製，一般在（zài） 0°到 55°之間。在安裝使用時（shí）要考慮到溫（wēn）度的問題。低於0°會（huì）影響機器的運轉，超過 55°不利於機器的散熱。要采用通風裝置（zhì）或者散熱設備來使其工作溫度得到下降。要保證 PLC 在合理的溫度條件下進行工作。
3.2 濕度控製
要想保（bǎo）證電（diàn）氣的正常運行，就必須關注空氣的濕度，將空氣濕（shī）度（dù）控（kòng）製在合理的（de）範圍內，避（bì）免空氣中水含量（liàng）過高。濕度過高會導致（zhì） PLC 元件的絕緣性受到影響，具體的說，要將空氣濕度控製在 85% 以下。
3.3 震動控製
PLC 的正常運行對係統的防震係（xì）數有一定的（de）要求，在進（jìn）行安裝時要遠離（lí）高強振動的裝置（zhì），在運行時，因為（wéi）係統常（cháng）常會進行（háng）一些精密（mì）的操作，因此要求有適當的防震設備。遠離在係統承受範圍以（yǐ）外的工作環境。
3.4 空氣（qì）因素
工業環境中氣體含量比（bǐ）較複雜，可能存在一些易燃（rán）氣體和腐蝕（shí）性氣體，會（huì）對 PLC 產生影響（xiǎng）。要盡量（liàng）避免在這（zhè）種不（bú）利的條件下運行，如果（guǒ）隻（zhī）能（néng）在這種環境下運行，則應該將 PLC 安（ān）裝在密閉條件較好的控製櫃中，避免暴露在（zài）腐蝕性強的（de）空氣中，保證設備的正常運行。
3.5 防幹擾設（shè）計
雖（suī）然 PLC 具有很強的抗（kàng）幹擾性，但（dàn）是（shì）依然會受到一些幹（gàn）擾（rǎo），如內部幹擾、輻射幹（gàn）擾以及引線幹擾。廠商在進行設計時，要考慮到元件與電路之間的電池輻射產生的內部幹擾；引線幹擾是（shì）由於信號線和電源傳導的幹擾；輻射幹擾是由於生產環境中的電視輻射、通信網絡輻射以（yǐ）及（jí）電器輻（fú）射。為了提（tí）高係統的穩定性（xìng），要進行合理的設計、安裝以及（jí）布線等手（shǒu）段，對產生（shēng）幹擾的因素進行抑製（zhì），保證係統正常的運行。
4 結語
隨著科技的進步，PLC 控製係（xì）統的應用更加廣泛，各項技術指標（biāo）也（yě）越來越完善，在工業（yè）自動化的地位也更加重要。在應用PLC技術時，要充分考慮溫度、濕度、震（zhèn）動頻率和（hé）空氣的問題，進行合理的（de）控製，保證 PLC 應用環境的良好。
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