工业自动化PLC 控制的应用与调试研究

孙庆峰

（中航工程集成设备有限公司，北京 102208）

PLC（Programmable Logic Controller）的全称是可编程逻辑控制器，是一种涵盖了多项技术的控制装置，包含了通信、计算机等高新技术。随着我国信息化技术水平的不断提高，PLC 技术也迅速发展，特别是在工业自动化领域中更是大放光彩，其数字化水平也在应用过程中不断提升。

1 PLC技术的特点

1.1 功能性强

PLC 是一种主要应用于工业控制领域的专属电子计算机，其硬件结构与微机的结构单元相似，通过编程来进行存储和控制等各项操作，通过对工业问题的分析，可以搭配出不同的程序组合，所以在各种工业自动化应用中都有PLC 的身影。PLC 控制器在功能性上也非常完备，有着很高的科技含量，并且应用的客户群体广，有很大的存储空间，包容性强，控制功能完善，编程原件多。所以PLC 在工业领域扩展得非常宽，通过程序的设定，可以完成许多特殊的操作，其因自身具有灵活性和实用性，受到了工业自动化领域的关注。

1.2 可靠性高

PLC 技术能完成很复杂的工作，但是其本身的构成却很简单，这样的特点使PLC 技术可以应用在各种恶劣的工业生产环境中，比如煤炭、冶金、铸造、化工等，这些行业的工作生产环境都有很大的危险，如果使用人工的话，将存在巨大的安全隐患，而PLC 技术的特点正好可以完成这些环境下的危险工作，使工人不会受到易燃、易爆、有害气体等危险的威胁，帮助工人完成各种操作。因为其简单结构，其在复杂的环境下有更强的抗干扰能力，可以完成更加复杂的工作，准确度也大大提高，提升了系统运行的安全性[1]。

1.3 操作简便

PLC 控制系统的编程语言较为简单，可以在很短的时间内完成对控制软件的开发。在实际应用过程中，简单直接的编程方式减少了在设计、安装、调试环节所浪费的时间，减少了工作量[2]。其可以保存不同的控制任务，只需要对控制软件进行简单修改就可以去完成其他工作内容，并且在使用新的控制方案时也不用拆卸硬件，有效地提升了控制方面的便捷性。

1.4 易于维修

因为PLC技术硬件系统的构成简单，其具有很高的稳定性，所以在实际应用中很少会出现故障。PLC控制系统自身还能够对出现的故障进行检测，可以很轻松地检测到系统的运行状态，并且根据出现的问题进行维护，第一时间使其恢复到正常的工作状态。

2 PLC技术应用效果优化路径

2.1 深化PLC技术的研发

因为在工业自动化中对PLC 控制系统的应用还处于发展阶段，因此应该加大对PLC 技术的研发与应用，提升其应用水平，改进其中的问题。PLC 技术不断发展的过程，其实就是扩大其应用范围的过程，通过对其软件与硬件应用的不断深化，提升对其软硬件应用的程度，构建起一套完整的控制调试理论体系，克服PLC 技术在应用过程中会遇到的各种问题与缺陷，增强工业自动化中PLC 技术的应用水平[3]。

2.2 建立科学的PLC技术应用与调试标准

PLC 因其结构的特性，可以应用在不同的工业领域，这也导致其在具体应用过程中有很大的差异。所以在设计过程中，要灵活地面对在应用与调试中遇到的问题，及时转变设计思路，通过对设计方案的情况进行合理分析，制定出科学的PLC 技术应用与调试标准，通过标准来加强各个行业之间的合作。各个行业需要加强在PLC 技术上的交流，通过技术上的沟通，完善检测工作。实现PLC 技术标准化，提升PLC 技术应用水平，完善设计标准，促进各个行业共同发展。

2.3 加强设计者和客户的交流

因为PLC 技术应用宽泛，在各个行业对其设计的方案都有很大的区别，所以在设计前要加强与客户的交流沟通，确保设计方案符合客户的想法，完善对PLC 技术的应用，使PLC 技术的应用能够发挥出应有的价值，正确处理应用中出现的问题，优化使用效果，为提高这项技术的应用水平奠定基础。

3 PLC技术在工业自动化中应用的具体策略

3.1 数据处理

PLC 技术在工业自动化中应用，可以通过程序的编写，对各种系统进行合理控制，连接不同工业系统的数据传输和计算，进行统一调控。PLC系统会受到重要处理器能力的影响，所以在设计前要选择能够满足计算效果的中央处理器，在应用时要选择合适的处理器。比如在计算机制造中应用PLC 技术，为了满足计算机精密零部件的制造要求，需要强大的数据处理水平。所以要选择算力优秀的处理器，并通过技术人员的调试满足更高的算力需求，有效地提升操作的水平，减少因人工操作而出现的疏漏，提升整体的操作效果[4]。

3.2 过程控制

随着PLC 技术在工业自动化领域的广泛应用，只需要技术人员进行简单操控，就可以满足工业自动化对离散和连续进程的把握，PLC 系统可以轻松地满足各项优势，符合系统的各项运行参数，还可以在工作过程中通过控制提升PLC的效果，完善控制算法[5]。PLC 过程控制技术在我国已经得到广泛应用，在一些工业领域通过使用这项技术改进了工业制造的流程，提高了生产过程的安全程度。

3.3 模拟量与集中控制

PLC 控制技术的模块非常强大，通过不同模块的组合，能够满足多种控制上的需求，主要模块有输入输出、中央处理、逻辑运算等。这些模块在PLC 技术的应用中发挥着巨大的作用，通过程序对模块的控制，可以对各种控制对象进行操作，并且PLC 控制系统的精细程度很高，有效地保证工作的质量。在计划时间内可以轻松地完成预期效果，通过外部监测的方式排除其故障，达到对故障的预警，降低因故障所带来的损失。

3.4 开关数量控制

开关是工业自动化发展中的关键，过多的开关数量会导致自动化运行容易出现问题，所以对开关数量也有了越来越严格的要求。利用PLC技术可以有效地控制工业自动化中对开关的各种需求，满足各种不同的控制需求。通过数据操作来对数量和运行方式进行调控，有效地提升控制的精细度，加强对开关的控制效果，通过PLC技术能够达成更好的开关控制效果。

3.5 自动化控制

PLC技术的推广加强了我国工业自动化行业市场的竞争，使PLC技术的发展速度越来越快，推动了我国工业自动化的发展进程[6]。因为编程技术是PLC 技术的核心技术，随着系统的改变，技术人员也可以根据需求对其进行调整，使程序能够满足多个技术的设计要求，但是注意设计要符合计算机编程语言的基本需求。

3.6 生产运动控制

对工业自动化生产本身的工作特点进行分析，在设计过程中会更偏向实际使用效果，所以可以发现PLC 技术都有着一定的共通性。将PLC 技术落实到工业自动化生产行业的生产活动中时，会涉及很多关于运动的设计，通过不同运动模块的组合，最后形成一个大规模的完整工业化体系。工业自动化生产为了能够满足不同的生产需求，其生产流程会不断变化，想要整体进行改变有着很高的难度，使用PLC 技术之后就可以进行模块化的管理，帮助技术人员进行精准化的管理，提升整个工业体系的可塑性与适配能力，达到企业转型的目的。

4 PLC技术在工业自动化中的具体应用

作为工业自动化中的核心技术，PLC 技术有着很高的稳定性。随着其在工业上的大力应用，其稳定性和应用水平也在不断提高，但是因为应用PLC 技术的工作环境都比较差，在应用过程中要注意根据环境特点加强PLC 系统对环境不利因素的抵抗能力，比如提升抗湿或者抗震的能力，加强对PLC 的保护，保证PLC 在恶劣的环境下还可以稳定地进行工作，对各种工业系统进行有效控制，达到预期效果[7]。

4.1 环境控制

在工业制造过程中，环境中的各种因素都可能影响工业制造的稳定进行，尤其是自动化生产过程中，缺少人工的调控，出现问题仅依靠机械自身的调整能力并不现实。所以要消除或者降低环境对PLC的影响，使工业自动化能够发挥出应有的效果，在设计时要将温度、湿度等因素考虑进去，不得位于室温较低的区域。要保证PLC 控制系统的应用环境有着良好的通风散热系统，防止长时间运行积累大量的热量，影响PLC 的正常运行。如果出现温度较低的情况，应该对环境进行适当加温。对环境的湿度也要进行一定控制，较高的湿度容易加快各种部件的腐蚀速度，影响工作进程。还需要有效控制环境中的粉尘含量，在工业自动化生产过程中，技术人员需要注意将其控制在标准范围内，以避免粉尘或气体爆炸[8]。

4.2 防电源干扰

PLC 控制技术因为其技术特点，在运行过程中容易受到电源的影响而导致运行出现错误，所以需要加强对电源的控制，保证PLC 技术的稳定。在设计过程中，技术人员需要电源滤波器来隔绝电源对PLC 的影响，使PLC 能在一个稳定的环境中运行。

4.3 操作执行

在PLC 运行过程中，为了保证运行的稳定性，需要不断地采集运行过程中产生的各项数据，通过对数据的分析与执行达到工作的目的。技术人员在PLC工作过程中需要根据数据对PLC 的运行状态进行合理调整，满足工业自动化过程中的精度，才能保证生产过程的稳定[9]。

5 PLC控制系统的程序调试

在PLC 控制系统正式投入使用之前，为了保证在工作中能够满足设定的需求，稳定地完成工作任务，需要进行多次调试，对系统的运行状态进行调整，解决在运行过程中出现的问题。

5.1 实验室调试

在PLC 完成初步的设计之后，需要对其进行实验室调试，保证设计的严整，然后才可以投入到后续的生产[10]。首先，需要使编程器脱离逐级的控制，然后运行编程软件，这个过程中程序员需要对出现的语法和逻辑错误进行记录、修改，如果没有发现错误就可以将编程器连接在PLC 主机上进行更深入的调试，确认通信参数、PLC 设置和I/O 状态。其次，对输入信号和触点信号的状态进行调查，确保能够满足程序的设计要求，将出现的问题进行归类，再进行统一修改，通过多次调试来达到设计效果。

5.2 厂家调试

PLC 产品在制造之后需要再进行一次厂家调试才可以出厂，此时需要制造商进行设备组件联合调试，确保PLC 在经过调试之后能够正常运行，确保整个PLC 系统能够满足生产需求。调试的时候需要先打开电源，检查CPU 等各种设备的连接状态，对每个模块的工作指示灯进行观察，确定每个模块都能正常进入到工作状态之中，验证实际PLC 系统和程序“I/OMAP 通信管理表”中的远程站点和模块设置是否一致，逐个检查逻辑图中的每个分支，直到看到输入和输出在所有情况下都能满足逻辑要求[11]。

5.3 现场调试

PLC 安装完成后，现场进行实时测试，直至验收完成。根据图纸设计将软件控制系统与执行机构连接，在检测点安装检测仪器，通过实际控制，现场观察设备运行状况。调试过程中，根据现场实际操作条件和设备操作人员的要求，需要对程序进行配置和修改，直至系统运行效果良好。

6 结论

综上所述，PLC 技术凭借自身抗干扰能力强、操作简单、应用效果好、投入成本低等优势被广泛地应用在工业自动化生产之中。随着我国的工业生产逐渐迈入自动化控制阶段，PLC 技术的应用对生产工艺及整体生产水平的提升都有重要的意义，有效地促进了我国工业经济的快速发展。为了能够适应时代的不断变化，要加强对PLC 技术的研究，使我国工业水平进一步提高。