关于工业自动化控制中可编程控制器的应用分析

柯祖来，黄立平

（贵州航天乌江机电设备有限责任公司，贵州遵义，563000）

1 可编程控制器介绍

所谓的可编程控制器所致的就是一种控制运算与操作数字的装置，能够有效融合自动控制、通信、计算机技术的电子系统。开发可编程控制器是为了基于工业环境下控制单台设备到自动化整个工厂流程，其主要存在着可靠性强、灵活组装、体积小、抗干扰能力强、简单编程等优势。可编程控制器在当前设计与开发软硬件技术条件下，相对有着更为简单编程过程，极大增强系统与功能开放性。如今可编程控制器在冶金、轻工、造纸、电力、化工、机械制造等领域广泛应用，这是一个现代工业控制的支柱，为机电一体化进程起到有效的推动作用。

可编程控制器主要涉及技术领域为综合网络技术、位置控制、过程控制、生产监控和管理、顺序控制等。最近几年随着更为成熟的可编程控制器技术，极大的缩短更新换代周期，生产厂家推出的新型可编程控制器具备更强的功能，导致存在着更高的性价比。现代可编程控制器尤其是小型可编程控制器往往拥有以下功能：第一是脉冲捕获功能，能够进行脉冲的捕获与输入；第二是三十二为高速计数，能够获得100kHz的计数频率，如果该值处于限制值，能够通过中断将输出可编程控制器改变，限制计数频率；第三是高速输出功能，主要的有脉宽调制与脉冲列高速输出功能；第四是别的功能，例如中断功能可以实时钟模块或者内置实时钟，存在替代锂电池的EEPROM，内置输入电位器，绝对不用维护可编程控制器。

2 可编程控制器通信功能与特点

2.1 通信功能

由于持续发展的计算机技术背景下，控制系统尤其是工业自动化控制广泛应用网络通信，为此十分重视通信功能。可编程控制器可以划分成可编程控制器相互之间通信与可编程控制器和别的智能设备通信。通过共享或者传递重要数据给别的系统实施处理信息，这是可编程控制器突出特点。然而随着持续强化可编程控制器通信功能，例如三菱公司开发的FX系列可编程控制器，借助于介入开放式通信网络，通过MELSEC远程链接DeviceNet接口模块、CC-Link系统主站模块、AS-I模块、CC-Link接口模块等，组成远程I/O网络FX提供专用通信协议，这一协议与通信中的ASCII传输模式相符，可编程控制器尚未需要实施用户编程，用户仅仅只是进行简单设置就能够做到自动通信。

2.2 特点

（1）简单化设计通信程序。借助通信协议仅仅只是在计算机这方面程序编写，能够自动接收发送可编程控制器，相当一部分的厂家还专门设计可编程控制器与计算机接口软件，将用户进行计算机通信程序编写的工作量减少。（2）与现场总线密切结合。由于可编程控制器生产厂家开发出比较多的现场总线，那么这也就使得现场总线密切联系可编程控制器。在可编程控制器中，AS-I、Profubus等比较多使用而且进入到国际标准的现场总线。（3）统一通信协议。可编程控制器发展趋势则是借助国际标准通信协议，便于不同厂家产品互联互通与用户使用，有效提升通信开放程度。

3 工业自动化控制中可编程控制器的应用与面临问题

3.1 工业自动化控制中可编程控制器的应用

（1）开关量控制。可编程控制器自动开关量这是继电器控制替代品，能够将控制可靠性提高，能够借助中间继电器将系统动作控制，设计遵循顺序控制器公式，画出顺序控制器将一些梯形图控制，遵循模拟仿真实施检查，为规范化设计提供保证。（2）模拟量控制。可编程控制器按照控制对象特征，借助组合功能模块成功组装齐全功能控制系统，灵活实施控制系统。可编程控制器主要划分成通讯模块、位置控制模块、I/O模块、模拟量控制模块、高速计数模块、主机模块等。可编程控制器模拟量控制使得过程控制系统精度有效提升，能够严格控制热处理的保温、降温、升温等过程，便于实施控制设计与维护热处理过程，这些根本不能在之前的仪表控制系统中做到。（3）位置控制。位置控制在工业自动化控制中拥有十分重要位置。搬运定位控制、主轴精确分度控制、机床刀具串刀补偿控制这些在工业生产领域是位置控制方式。可编程控制器借助步进电机控制，将脉冲发送给步进电机饶组，使得步进电机位移得以精确确定，实现位置控制。（4）系统集中控制。可编程控制器能够做到自动化控制，并且也比较适用在系统本身控制，比如检测与显示控制系统故障等。控制系统原理则是按照时限故障检测与逻辑错误检测原则实施系统监控。机床设备所有工步处于工作循环中的执行应该耗费一定时间，能够在工步动作检测过程中将定时器启动，另外还讲定时器输出信号当成自动停机信号或者启动报警信号。（5）电动机变频调速控制。可编程控制器指令系统能够共同和变频器一起使用，以便能够对运转与调速电机进行控制。通过在可编程控制器与PWM输出变频器之间加上电压平滑电路，等到完成之后借助PWM指令中的数值t设置来进行转速控制，转速与t则是成正比，PWM指令输出脉冲周期大小影响输出电压波纹。

3.2 工业自动化控制中可编程控制器应用存在问题

可编程控制器所面临最大弊端就是封闭的软硬件体系，各个企业不一致的结构、专用通信网络协议、专用总线等导致出现各种不兼容。即便在1992年颁布实施了《可编程序控制器编程软件标准》，然而相当多工业生产环境比较容易影响使用可编程控制器，这会对正常运行可编程控制器造成阻碍。

（1）温度限制。限制可编程控制器工作温度则是在零摄氏度到五十五摄氏度的范围，针对这样的情况，安装可编程控制器环节应该将散热性的相关要求充分考虑进来，有效预防阳光直射，最大限度的远离大发热量的别的设备。党出现周边温度比五十五摄氏度高，那么应该安装制冷设置或者通风装置，使得可编程控制器工作温度得到降低，将可编程控制器正常工作温度需求满足。（2）湿度限制。要想对可编程控制器元件稳定性提供保证，那么就应该高度重视控制湿度。而元器件所具备的绝缘性密切联系着环境水汽含量，那么就应该确保处于85%以下的相对空气湿度。（3）震动控制。可编程控制器往往会存在着一定的防震要求，那么就应该让其工作环境最大限度的远离频率处于10Hz至55Hz幅度的震动，并且在有必要的时候还应该借助相关措施将震动危害减少。

4 结语

应用可编程控制器趋势则是应该保持这多品种、大容量以及高速度，更为丰富的智能模块，多样化和高级化的编程语言。应用可编程控制器应该具备更加广泛的范围与更为成熟的技术。可编程控制器在电动机变频调速控制、位置控制、开关量控制、系统集中控制、模拟量控制等领域拥有着更为成熟的应用，可编程控制器这是未来工业自动化发展的一个十分重要的支撑与保证。

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