关于PLC在工业自动化控制中的应用探究

2017-03-10周原力

环球市场 2017年34期

周原力

中冶长天国际工程有限责任公司

前言

PLC 是一种数字化控制设备，由三种技术融合而成，包括现代通信技术、自动控制技术、计算机技术。在科学技术的推动下，PLC已经告别了单台器控制，发展成为自动化设备仪器，能够实现对整个工业流程进行控制。因为PLC 在控制方面的应用能够满足工业生产的需求，所以PLC 在工业方面的应用越来越广泛。从PLC 的发展历程可以看出，我国工业在自动化控制方面的水平在缓步上升，在工业技术方面的发展越来越快。

1 PLC技术概述

PLC 技术，也就是可编程控制器，其在控制方面具备着较为理想的作用效果，在工业领域更是得到了较为理想的作用价值呈现，尤其是对于工业环境的各个环节控制，更是能够体现出较强的实用性效果。这种PLC 技术的应用能够综合运用数字运算电子系统进行有效处理，进而也就能够实现对于目标对象的有效分析和优化控制，最终提升工业自动化控制领域的运行效果。具体到PLC 技术的应用过程中来看，其涉及到了计算机技术、通信技术以及控制技术等各个方面的内容，如此也就能够确保相应控制运行更为可靠，对于以往单纯控制模式的应用能够实现有效优化，抗干扰能力同样也是比较突出的。

2 基于PLC 的工业自动化控制工作原理

PLC 在运行时所需要进行的工作包括输入采样、用户程序执行和输出刷新等三个方面[2]。在输入采样阶段，PLC 会通过扫描的方式按照顺序读入所有输入状态以及输入数据，同时把这些状态及数据存贮到相应的单元，当这一阶段的数据输入采样完成以后就可以进行下一步工作了。在用户程序执行阶段，可编程控制器会对用户程序进行自上而下的扫描，根据扫描结果来执行相应的程序。在对用户程序进行扫描时，需要按照固定的顺序和路线进行程序的计算，固定的顺序是指从左到右，自上而下的顺序。当用户程序执行阶段完成以后就可以进行下一步的环节。在输出刷新阶段，PLC 的CPU会根据I/O 映像区内对应的状态和数据对所有的输出锁存电路进行刷新，通过输出的控制电路驱动相应的外围设备，控制具体执行机构的具体运作。当这一阶段的工作结束之后，PLC 的整个运行过程才算完成，即为一个周期。对于不同的工业环境而言，其要求也不一样，主要体现在PLC 的周期差异，因此不同的工业环境所采用的PLC 周期也不尽相同。

3 PLC在工业电子自动化控制中的应用

下面从系统集中控制、开关量控制、模拟量控制、位置控制、电动机变频调速控制这几个方面分析PLC 在工业电子自动化中的具体应用。

3.1 系统集中控制

现代工业生产多数都是循环作业，需要工业设备能够在一定周期内正常运转。这需要工业设备本身具备一定的控制能力，能够控制好运转时间。PLC 除了能够对电子自动化设备进行有效控制外，还可以对整个工业生产系统进行控制。PLC 在集中控制方面的应用主要体现在系统逻辑检测、故障检测这两个方面。PLC应用于系统集中控制能够对工业设备进行集中化管理，通过定时器对设备发出信号，设备通过受控元件接收信号，开始运转。当生产作业结束时，可以通过PLC 下达停止指令。通过PLC 应用能够实现对整个工业设备的精准控制，从而提高工业的工作效率。

3.2 开关量控制

传统的自动化设备由于系统规模相对较小，其接触器控制系统与继电器控制系统的问题还不够明显。然而随着工业对系统的不断扩大，接触器和继电器的问题就凸显出来。这两个控制系统的路线十分复杂，若是系统出现故障，需要花费很多的时间进行检测，不利于故障的检测与修复。两个控制器存在触点竞争问题，导致系统运行比较缓慢。PLC 能够解决这些问题。因为PLC 的结构比较简单，能够便于故障维修和检测。而且软触点很多，能够提高系统的运行速度。PLC 应用于工业电子自动化控制之后，工业生产就不需要浪费大量的时间与人力，能够便于企业的管理。PLC 开关量在机床方面的应用，能够提高系统的自动化程度。因为PLC 开关量采用的是系统动作与中间继电器相对应的设计方法，能够对系统的运行进行有效控制。这种设计方法需要建立一个顺序控制器数学公式，对执行元件进行设计。工业在进行生产时，可以通过模拟仿真进行系统检测，若是系统顺序错误，可以进行修改。因此PLC 开关量应用于工业生产，能够提高设备的可靠性能，在使用寿命和稳定性能方面都有所提升。

3.3 模拟量控制

PLC 能够通过对模块的组合实现对系统的灵活控制，从而对模拟量进行控制。在进行模拟量控制时，必须以控制对象特征为基准。由于PLC 在语句方面的控制比较简单，因此可以对语句进行丰富，形成一个语句控制库。通过模块对模拟量应用，对工业生产的过程进行控制，从而达到控制仪表的目的。因为模拟量模块在系统中的应用，整个工业系统的精度都能够得到有效的控制。PLC 模拟量应用于工业生产能够控制热量，对进行系统的降温、升温、保温等。将PLC 模拟量应用于工业生产，仪器就可以得到有效控制，从而实现对系统精度的控制。现在的很多工业生产都需要特定的环境，PLC模拟量应用于工业生产能够对工业生产的环境进行精确控制，从而提高工业生产的质量。