PLC在工业现场控制中的应用

2020-12-21陈子豪

通信电源技术 2020年2期

关键词：工业模块故障

陈子豪

（荆楚理工学院，湖北荆门 448000）

0 引言

“PLC”对工业现场控制作用影响十分关键，也是其提高运行效率、加强安全保障的重要部分。然而，现阶段，我国PLC在工业现场控制中的应用研究依然存在较多问题。本文对PLC在工业现场控制中的应用进行分析，有十分重要的理论意义。

1 PLC介绍概述

PLC在当下工业制造领域较为常见。PLC主要是指一种数字运算执行方式，其最大功能是实现自动化控制，这一点在现代工业生产中极为重要。PLC有其自身的发展历史与形成演变。PLC是基于传统继电器，并通过技术创新与功能延伸的一种必然产物。PLC集成了多项科学技术，主要包括计算机技术、自动控制原理及网络通信技术等。同时，PLC在工业控制领域具有一定延展性，可根据其需求变化与规模大小进行改变。例如，小规模的单台设备控制、大规模工程流程生产自动化等，PLC都可以对其任务进行出色完成。此外，PLC的主要优势还体现在其灵活性、简单化，如编程语言简单易读，安装操作较为灵活、简单，且具有一定的抗干扰、抗波及等能力，稳定安全性能十分可靠。随着我国科学技术不断发展，硬件技术与软件技术更新提升，当下PLC已经成为一种更为便捷、精小及功能强大的综合性控制系统。PLC在诸多领域都有其较大发展空间，如电力行业、化工行业、冶金行业极制造行业等。因此，要求有行之有效的措施对其进行问题分析，如加强现场管控、提高PLC应用研发、PLC在未来工业现场控制领域的应用发展等。

2 工业自动控制中PLC的具体应用

2.1 开关量控制

通过对部分工业生产走访调查后发现，很多工业控制现场都选择继电器接触器。这种模式对小型工程十分奏效，但对于大型工业生产控制就十分不利。大型工业控制系统主要受继电器接触器影响，易出现如返修问题频繁、触点竞争强烈、线路结构复杂等问题，对生产造成无形阻碍。所以，基于这些问题情况建议采用PLC。这主要是因为PLC在速度方面反应极快，实现了硬触点向软触点转变。同时，在故障修理方面，PLC也十分简单、方便，接线不复杂、不繁琐，对设计生产起到一定的效率提升作用。此外，在成本控制方面，PLC也相对奏效，降低了成本资金的大量投入，节省了人力、物力。在工业控制中，PLC适用于高精度数控机床，并在提升控制精度方面起到积极效果。例如，PLC完成了单步步进模式控制，且利用中间继电器进行单个系统动作控制。最后，在设计方面，PLC主要采用模拟仿真软件对存在的错误问题进行检测。控制部分中所涉及的梯形图可以按照其顺序动作进行画出[1]。

2.2 模拟量控制

PLC作为一种当下最为常见的控制系统，对安全运行、提高质量、降低风险等十分关键。从加强工业现场控制入手，结合问题现状，PLC主要采用模块与模拟形式进行功能发挥与任务完成。PLC内部模块形式不是单一片面的简单流程，而是更为科学、合理的系统布局。最为代表性的为模块拼接功能，这些内部模块可以根据其控制对象实际需求与目的进行自主性组合，将控制的功能性进行增强提升。PLC内部模块主要包括计数性模块、输入输出扩展性模块、位置控制模块、模拟量控制模块及远程通信控制模块等，在其实际运行中这些模块可以进行自由组合与对接。

在工业控制系统汇总各关键仪表十分重要，可以对各项工业自动化设备的稳定运行与性能发挥起到积极作用。PLC采用模拟量方式，对自动化生产线中的关键仪表进行全面监控，提升了控制精度与仪表反映内容的准确性。例如，在工业零件加工过程中，极易受较多因素影响，如温度、压力及流量等。同时，各项涉及参数也较多，在实际控制中具有一定难度。通过PLC可以对这些参数进行全程控制与实时掌握，相对于传统单一性的仪表装置具有很大进步[2]。

2.3 位置控制

位置控制是自动化工业生产线必不可少的关键部分之一，在现代工业生产加工中多采用机械手、自动位移等模式进行运行作业。PLC在位置控制方面主要是以高精度数控机床为主。例如，刀具具体位移补偿、相关主轴分度控制、全面进步分段控制等。PLC可以采用脉冲信号发出的方式，向步进电机绕组进行信号发出，实现了控制电机位移及刀具定位精准等目的。

3 巩固PLC在工业现场控制中的具体措施

3.1 加强现场管控

PLC在工业现场控制中的应用是基于一种稳定、协同、效率的现场管控氛围。工业现场复杂、多变，各种生产设备与机械运行往往会受其他因素影响造成问题出现，进而对工业现场安全造成影响。在对PLC工业现场设计中，一定要结合现场实际情况与生产加工需求，对设备的稳定性、技术的合理性进行考量分析。现场管控内容如下。第一，技术保障。对涉及PLC的相关技术进行充分保障，如网络信息技术、数控技术、自动化技术及智能技术等。第二，维护保障。维护保障主要针对PLC的故障出现与问题发生，一旦出现故障会对工业现场设备、生产线等造成严重影响，甚者导致机械运行停止。所以，必须根据实际情况对可能出现的故障问题进行预防、处理。例如，进行定期、定时设备检修，对PLC软件、硬件等进行测试。

3.2 提高PLC应用研发

基于当下我国工业生产及模式的现代化形成，传统工业生产模式已经逐渐被新技术、新工艺形式取代。以PLC为实际案例，如何在复杂多变的现场控制中使其功能不断提升。应该以提升其应用研发为方向，开展对PLC的多领域、多功能研发，将PLC与多项技术进行融合。自动化工业模式已经逐渐向智能化工业模式转变，据相关数据资料调查发现，国外部分工业现场已经实现了机器人控制，即机器人时代的来临。而我国PLC在工业现场控制中依然处在发展应用阶段。所以，立足于未来大变动、大格局、大发展的角度，提升PLC的应用研发进度十分重要。

3.3 加强工作人员监测意识

PLC设备及技术的投入归根到底是人所决定的，因此，基于我国工业自动化生产作业实际情况，提高管理及工作人员的监测意识尤为重要。第一，应该通过学习培训等方式，让工作人员充分了解及掌握PLC监测作用、安全生产重要性。通过科学监测可以为工业现场提供安全保障及成本降低。第二，建立“从我做起、监测管理”的组织体系，将工业现场控制中PLC系统控制作为监测重点，组织工作人员学习监测知识。

4 PLC在未来工业现场控制领域的应用发展

在未来，工业现场控制中，PLC将以更为精小、多元的应用形式呈现出来，并根据大型、小型工业自动化生产需求进行市场化满足。这极大地提升了PLC的适用性及作用发挥。此外，PLC编程语言未来将呈现高级化发展。当下所采用的为梯形图，基于梯形图的优势性与弊端性，更为先进、高级的编程语言也层出不穷。例如，某公司PLC已经具备了basic模块，采用独立方式就可以应用visual basic进行程序语言编写，且将PLC模块通过接口进行导入。通过更为高级编程语言的应用，完成了面向用户、面向过程的PLC语言程序编写。

5 PLC具体维修技术

5.1 直观判断维护方式

直观判断维护方式是当下PLC保护及维修主要方法之一。该方法主要是通过维护人员对其存在故障及表现情况进行现场观察，并通过自身经验及工作能力对其进行标准判定。直观判断维护方式的优点在于对故障问题的及时发现。

5.2 替换分析维修方法

在PLC保护设备出现问题后，往往需要对其故障原因及形成过程进行客观分析，并对其故障对该元件的可运行性、稳定性造成的影响进行最后判定，如果判定该设备无法再投入使用，一定要对其进行替换。“替换”不是单一片面的形式手段，而是需要对设备维修的可行性进行分析判定。例如，在故障电路系统通过科学判定，采用新组件、新微机植入等对其故障现象进行重新鉴别，进而起到一定安全巩固的作用。因此，替换分析维修方法侧重于对电路系统的整体性故障排除及维修。