基于PLC控制技术在工业自动化中的应用研究

张育

【摘要】当前PLC控制技术在工业自动化领域得到了较为广泛的应用，在很多方面提升了工业自动化的整体水平。文中从PLC控制技术概述入手，分析了在工业自动化中的具体应用、当前PLC控制技术在工业自动化应用中应注意的相关问题，并对PLC控制技术在工业自动化应用中发展趋势进行了一定的展望。

【关键词】PLC控制；工业；自动化；应用

引言

PLC控制技术为工业环境下的一种数字运算电子系统，当前在工业自动化领域应用较为广泛，例如：系统集中控制、模拟量控制、位置控制、开光量控制等方面均有PLC控制技术的身影。但是PLC控制技术在工业自动化应用的过程中有几项问题需要注意，因此，为使PLC控制技术更好的服务于工业自动化，全面的实现PLC控制技术在工业自动化中的应用研究有着非常重要的理论与实际意义。

1、PLC控制技术概述

PLC控制技术为可编程控制器的英文缩写，其融合了自动控制技术、通信技术、计算机技术，具有可靠性高、易编程、体积小、抗干扰能力强、组装较为灵敏等相关的特点。当前PLC控制技术在工业自动化领域应用及其广泛，例如在冶金行业、电力行业、轻工业、化工业等其已经成长为一种支柱行业，在很大程度上提升了工业自动化水平。

PLC控制技术的主要特点表现在三个方面：首先，PLC控制技术能够对现场总线实现较好的融合，其次，PLC控制技術的通信协议统一，这在很大程度上为用户与厂家提供了方便，增强了通信的开放性。第三，PLC控制技术的通信程序较为简单，仅需要利用通信接口软件和专门计算机就能实现对通信程序的设计，这在很大程度上降低了计算机编程的工作量，因此，PLC控制技术的通信程序设计非常的简单。

2、PLC控制技术在工业自动化中的具体应用

当前PLC控制技术在工业自动化中的应用主要表现在5个方面，分别为：位置控制、开关量控制、电动机调速变频控制、系统集中控制及模拟量控制。

2.1顺序控制

PLC系统不仅实现对单独工艺流程的控制，还可以通过通信模块与信息模块的配合，实现对全部生产过程的协调控制。应用PLC技术的电气设备自动化系统包括主站层、远程站以及现场传感器，主站层与远程站通过通信总线实现连接，远程站与传感器通过二次电缆实现连接，操作人员只需在控制室内就可以通过通信模块对电气设备实现控制。

2.2开关量控制

开关量的逻辑控制是PLC最基本、应用最广泛的领域。由于PLC设置了与（AND）、或（OR）、非（NOT）等逻辑指令，在很大程度上取代了传统的继电器控制系统，能实现逻辑控制、顺序控制，可用于单机控制、多机群控、自动化生产线的控制等等。如：汽车零部件装配线上的物件输送以及各工序的加工与动作，电动机的控制，高炉上料系统，电梯控制，港口码头货物运输控制等，又如：它在注塑机、烟草机械、印刷机械、组合机床、包装流水线、电镀流水线等生产和物流控制方而都存在广泛的应用。

2.3电动机变频调速控制

PLC控制技术的指令系统能够和电动机变频器放到一起使用，从而实现对电动机调速与运转的控制。在PWM与PLC输出变频器之间，加入电压平滑电路，设置完成之后在PWM指令中加入T数值来实现对转速的控制，T与转速呈正相关的关系，PWM指令所输出的脉冲周期的大小对电压波纹的输出有着较大的影响。

2.4系统集中控制

PLC控制技术不但能够在自动化控制中进行应用，还能够应用在系统自身的集中控制中，如系统显示控制与故障检测控制等。控制系统的具体原理是根据逻辑错误检测和时限故障检测来实现对系统的监控的。机床设备在每次工步执行的过程中，均需要消耗一定的时间，因此，可以在对工步进行检测时，启动定时器，然后将定时器输出的信号作为启动报警信号和自动停机信号，在这里需要注意；定时器动作的时间要短于定时器输出信号的时间。当设备处于正常工作情况下，电控系统的中间记忆单元、输出信号、输入信号存在一定的逻辑关系，若出现了设备的故障，该种逻辑关系将受到破坏，这时可以通过预先设计好的常见故障逻辑判断程序来实现对系统集中控制中故障的分析并作出相关的报警。

2.5模拟量控制

PLC控制技术可以根据需要控制的对象特征来实现对功能模块的组合，从而形成齐全的控制系统，最终实现系统的灵活控制。PLC控制技术中包含有：通讯模块、模拟量控制模块、位置控制模块、高速计数模块、I/O模块、主机模块等。PLC控制技术通过对模量进行控制实现对各个模块使用的控制，从而使其不仅能够达到过程控制的目的，还能够实现仪表的控制。PLC模量控制在很大程度上提升了过程控制的精度，其还可以实现在进行温度控制的过程中保温、降温、升温等相关过程的温度控制，给工业热处理过程的维护与控制设计带来了较大的便利性，这为以往工业仪表控制过程中不能实现的。

3、PLC控制技术在工业自动化应用中应注意的问题

PLC控制技术在工业自动化应用的过程中还存在一定的不完善之处，例如，其内部的软硬件体系较为封闭，专用通信网络协议、专用总线及各个公司所使用的结构还存在较大的不一致性，导致PLC控制技术在工业自动化使用的过程中表现出较强的不兼容性，另外当前针对PLC控制技术具体编程软件的标准还处于规划中，这在很大程度上影响到PLC控制技术的规范化使用。因此，PLC控制技术在工业自动化应用的过程中应注意如下方面的问题。

3.1温度控制

一般情况下，PLC控制的工作温度限制为0℃到55℃，所以PLC在进行安装的过程中应当全面的考虑整体散热性的要求，不能出现阳光直射，对于一些发热量较大的设备也应当远离，若PLC周边的温度超过了55℃，则应当安装相关的制冷装置或者通风装置，来有效的降低PLC的实际工作温度，达到PLC正常的温度范围内。

3.2湿度控制

为更好的保证PLC元件工作的稳定性，应当对PLC元件工作环境的湿度进行全面的控制。PLC元件的绝缘性和环境水汽的含量有着直接的关系，应将PLC元件工作环境的湿度控制在85%之下。

3.3震动控制

PLC元件对震动方面有着较高的要求，PLC工作环境应尽量的避免频率在10赫兹到55赫兹之间的震动，若处于上述范围之内，则应当采取针对性的措施以降低震动给PLC元件正常工作带来的影响。

3.4PLC控制设计步骤

PLC控制技术在实际项目的应用过程中，不论采用的为独立控制系统还是集散控制系统，在对PLC控制部分进行设计的过程中，均需要按照如图1所示的步骤进行设计。

4、PLC控制技术在工业自动化应用中发展趋势

当前虽然PLC控制技术在工业自动化应用的过程中仍旧存在一些不完善的地方，但是由于PLC控制技术在稳定性、可靠性等方面有着较大的优势，PLC控制技术在未来工业自动化方面仍旧有着较大的应用空间，其在未来的发展方向主要体现在如下3个方面：

首先，PLC控制技术能够实现功能、产品及设计多个层面的发展。随着我国市场经济的不断发展与完善，PLC控制技术在整个市场中应用的范围必然会越来越大，应用的种类也必然越来越多，同时随着PLC控制技术应用范围的不断扩大，其给整个市场带来的便利将会更大。

其次，基于高速度与大容量的推动，PLC控制技术的运算能力必然得到较大范围的升级，随着现代化信息产业的不断发展，价格下滑、容量增加必然字在高速微型设备中普遍存在，所以，PLC控制技术必将在存储设备方面有着较大广泛的应用空间，根据PLC控制系统的当前情况，我们有理由相信，PLC控制技术在工业自动化领域的应用必然朝着更深层的方面发展升级。

第三，PLC编程语言将朝着高级化、多样化的防线不断的发展。梯形图语言将会成为中型PLC元件、小型PLC元件的主要编程语言。同时随着高级PLC编程语言的不断开发，PLC编程语言也必然朝着高级化、多样化的方向不断发展。例如：VB语言、C语言。由此可见，PLC控制技术在整个工业自动化领域方面有着非常大的應用及发展空间。

5、结束语

随着计算机科学技术与电子技术的发展，PLC控制技术必然突飞猛进，其包含的功能必然更加的多元化，其应用的领域必将更为广泛，同时，在其应用过程中也必然出现一些新的问题，这就需要技术人员，深入分析，针对性的解决PLC控制技术在工业自动化应用过程中出现的问题，使PLC控制技术更好的为工业自动化服务，为我国工业自动化水平的进一步提升，提供出较强的技术支持。

参考文献

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