PLC技术在工业自动化中的应用

2019-12-04孙冬云

电子技术与软件工程 2019年12期

文/孙冬云

PLC 即可编程控制器，主要是利用可以编程的存储器，通过内部存储执行顺序控制、逻辑运算等指令，进行模拟式和数字式的输入、输出控制，将各类生产过程进行控制，以满足实际的生产需要。PLC 的特点是体积小，编程简单，具有很强的抗干扰能力，可靠性比较高。近年来，随着我国科学技术的不断发展，PLC的功能有了较大的提高，从早期的代替继电器工作，到如今凭借自身的优势，在工业领域的应用日趋广泛。当前，工业自动化的继续发展需要PLC 技术的支持，而PLC 技术在工业自动化应用的过程中，需要对于PLC 技术的工作原理和操作性能有一个全面的了解。

1 PLC的工作原理

PLC 技术在工业领域中的广泛应用，是因为工业行业对其的需求相比其它行业来说更加的明显。PLC 技术以其安全性高、模块化优势可以为工业自动化设备提供控制应用，还可以为具体的控制提供解决的措施，更加符合工业行业的发展需求。具体在工业自动化中的应用，PLC 是通过不同的阶段之间相互配合来实现的，并非一个阶段就可完成。一般情况下，分为样本录入采集、程序执行以及结果输出三个阶段。

1.1 样本录入采集阶段

在这个阶段，PLC 主要是通过扫描的方式将对应的数据和输入状态进行读取，之后，将其存储在PLC 映像区的控制单元，采样的输入工作就完成了，进入程序的执行阶段。此时，为了保证数据和输入状态的准确性，系统会进行数据刷新的动作，实际上，在程序的执行和结果的输出阶段，数据不会发生变化。

1.2 程序的执行阶段

在程序的执行阶段，用户程序是PLC 自动扫描的，确认程序已经被读入。扫描时，一般是通过先上后下或者是先左后右的顺序进行的，之后得出最后的结果，将这个阶段的结果和采样阶段的结果相核对，只有两者的结果一样，才能判断用户程序已经被执行。

1.3 结果的输出阶段

这个阶段是PLC 技术应用的最后阶段，主要是对于样本录入采集和程序执行两个阶段的控制单元中的输入数据和输入状态进行刷新操作，CPU 根据输入的数据和状态将所有的输出保存在电路中，之后通过输出的控制电路来驱动相应的外部设备，完成PLC的输出任务。

2 PLC在工业自动化应用中需要注意的问题

2.1 温度

PLC 的性能受温度的影响很大，正常工作的温度范围为0℃-55℃，因此，对于PLC设备的安装要考虑温度因素，如果工作环境的温度过高，就需要安装散热装置，如果工作环境的温度过低，需要做好保暖措施，确保PLC在规定的温度范围内工作，发挥其自动化控制作用。

2.2 湿度

湿度也是影响PLC性能的关键因素之一，在实际的工业生产中，PLC 设备很容易受到空气湿度的影响，尤其是在一些比较特殊的环境下，空气湿度高，而且难以采取有效的措施来降低空气湿度，那么PLC 设备的正常运转就会受到影响。据有关研究表明，空气相对湿度超过85%就会影响到PLC 设备的正常运转，包括空气中的凝露现象，都会导致PLC 设备的绝缘性降低。

2.3 振动

在具体的工业生产中，如果发生振动问题就会影响PLC 设备的性能，振动越大，PLC的性能就会越差，因此，PLC 设备要尽量安装在不易发生振动的区域，远离振动源。必要时，可以从振动源、振动的传播路径等方面入手，要采取相关的减振措施来确保PLC 设备运行的稳定性。

3 PLC技术在工业自动化中的应用

3.1 物资运输自动化中的应用

物资运输自动化是自动化机械制造中不可缺少的重要环节，将原材料或者是成品输送到相应的位置上，完成物料的输送过程。通常情况下，该自动化运输管理系统包括自动装置、自动输送设备以及相应的系统软件组成。

3.2 设备装配自动化

设备装配是机械制造过程中的重要环节，传统的生产方式是通过人工来完成机械设备的组装。装配自动化系统是基于PLC 技术的现代自动化装配系统，将特定规格的机械零部件，通过自动化设备的设计和处理程序，完成组装、调试、测试以及验收的自动装配生产线的过程。PLC 技术是通过计算机来实现的，只需要设定好程序，就可以实现自动化生产的正常运行，还可以通过计算机来控制整个生产过程，实现产品的批量生产。不仅提升了工作的效率，还提高了设备的装配精度，大幅度提高了产品的质量。

3.3 检测的自动化

随着科学技术的发展，一些新型的材料在工业领域的应用越来越广泛，一些复杂型的设备要求也比较特殊，因此，产品的检测难度也随之增加。传统的人工检测方法也无法满足现代化高精度产品的检测要求，因此，自动化的检测技术是必然发展的趋势所在。当前，在工业自动化检测中应用比较多的技术是识别检测，主要用于组件磨损状态的检测，人工神经网络对于刀具以及智能设备的诊断技术等。