PLC控制技术在工业自动化中的应用研究 姜熙

PLC控制技术在工业自动化中的应用研究姜熙

发表时间：2018-06-12T10:03:36.347Z 来源：《电力设备》2018年第5期作者：姜熙[导读] 摘要：随着电子技术和计算机技术的发展，PLC技术突飞猛进，其功能更加完善，应用领域逐渐扩大，在实际应用中出现的问题也逐步得到了解决

（沈阳高精数控智能技术股份有限公司辽宁沈阳 110168）

摘要：随着电子技术和计算机技术的发展，PLC技术突飞猛进，其功能更加完善，应用领域逐渐扩大，在实际应用中出现的问题也逐步得到了解决。PLC在工业自动化控制中主要应用于模拟量、电动机、开关量、位置位移以及集中监控这五个方面，极大改善了以往工业化控制中存在的效率低下、灵敏度差、维修困难等缺点，使工业控制迈向了一个崭新的台阶。本文探讨了PLC控制技术在工业自动化中的应用。

关键词：PLC控制技术；工业自动化；应用

自动化控制作为一种工业的重要控制手段在近年来受到很大的重视。这种控制手段能够有效优化控制，对于工业的整体发展起到积极的促进作用，因此也被逐渐推广到各个具体领域中去。但是在其应用中也不可避免地存在一些问题亟待解决。PLC的应用就是其中的一个重点，目前，PLC在工业自动化控制所起到的作用越来越明显，自然也就值得更多的关注和相关方面的深入研究以促进其发展进步。 1PLC自身的功能结构及运作原理分析

1.1PLC自身的功能结构分析

从PLC自身的功能层面来看其能有效实现开关量的控制，运行中能结合控制现场检测信号，将其作为是对开关及操作按钮实施设置，这样对机械设备的控制就能够得以实现。另外在系统的计数以及限时的控制层面也能够得到良好的发挥，在PLC中计时指令作用下设定时间就能结合运行的情况发生变化，对于计时控制而言能对不同计数速度计数器实施控制，这样在计数控制的功能上就能得以有效实现。

从PLC的构成层面来说，这是数字运算操作的控制装置，在计算机通讯技术以及自动化控制技术等方面都有着具备。其主要的构成有电源以及存储器和中央处理单元等等。其中的电源是在交流电压波动在10%~15%，能够采用多样化的措施将PLC连接到交流电网上。而在存储器的主要作用就是存放系统软件，用户程序存储器则是存放应用软件的。中央处理器在整个系统当中占有核心地位，也是对系统运行起到协调作用的。接口电路则是把PLC和外部设备得到连接的重要通道。

1.2PLC的实际运作原理分析

从PLC的运作原理层面来看，是对逻辑实施顺序扫描完成工作的，在这一过程中主要是采取输入采样，而后再执行操作，最后是输出刷新。具体的工作原理就是采样过程中，PLC就需要对每个接口的状态实施读取，然后把相关的数据存在输出映像区所对应位置，并在同一扫描周期当中数据不发生变化，在下一周期中才会进行更新。如果是要输入脉冲信号，在频率上就要比扫描的周期要大，这样才能检测到。而在程序执行过程中，PLC就需要按照梯形图形式从上到下实施扫描，而在梯形图方面则是按照先左后右的顺序，然后对控制线路进行逻辑运算，然后根据运算的结果再对输出点逻辑线圈在系统当中对应储存区状态实施刷新。最后就是在输出刷新环节，这就需要CPU在上一阶段程序执行完后，对各模块所对应的状态及数据进行刷新，驱动输出电路输出到相应外设，这样就完成了一个控制周期。 2PLC控制技术在工业自动化中的应用

2.1模拟量控制

通过对不同控制对象的特征进行分析发现，PLC可以通过对相关功能模块的组装而形成一套功能齐全的控制系统，有效的实现了对系统的控制。PLC有主机模块、高速计数模块、模拟量控制模块、I/O模块、位置控制模块、通讯模块等。通过使用PLC模拟量控制模块，不仅能够实现对整个过程的有效控制，而且还能借助控制语句来实现对仪表的有效监控。PLC模拟量控制可以有效提升过程控制系统的准确度，并实现对热处理的降温、升温、保温等过程进行有效控制，从而方便于热处理过程的控制设计，这些功能往往在传统仪表控制系统中是无法实现的。

2.2开关量控制

PLC具有接线简单、软触点多、速度快、维修方便、可靠性高等优点，其不仅可以有效的提升系统的质量，而且还能在一定程度上节省人力和时间，降低了大系统不易修改、线路复杂等现象的发生。PLC自动开关量控制有效的取代了继电器控制，提高了系统运行的可靠性。开关量控制一般是根据顺序控制器的相关公式，对中间继电器控制系统动作进行设计，并对顺序控制器控制部分的梯形图进行有效的规划，而且还可以通过模拟仿真对系统进行检查，从而确保了整个设计过程的规范化。

2.3顺序控制

在工业自动化PLC控制技术的应用中，顺序控制是这一技术应用的重要领域，这一顺序控制指的是PLC控制技术应用而实现的全部生产过程的协调控制。对于实现顺序控制的PLC控制技术应用来说，这一应用需要得到电气设备自动化系统的支持，而对于应用PLC控制技术的系统来说，其本身由主站层、远程层、现场传感器等部件构成，而通过这些部件组成的电气设备自动化系统就能够支持电气设备的远程顺序控制，实现生产过程的效率最大化。

2.4位置控制

在工业自动化控制领域中，位置控制起到了决定性的作用。因为在各个环节的工业生产中，机床刀具主轴精确分度控制、串刀补偿控制、搬运定位控制等都需要借助位置控制来提高其精度。PLC可以实现对步进电机的有效控制，并通过向步进电机绕组发出相关脉冲信号，从而对步进电机的位移给予准确的定位，以达到对其进行控制的目的。

2.5系统集中控制

PLC不仅能够对工业自动化进行有效的控制，而且还能够对系统本身实现自动化控制，如控制系统的显示和故障的检测等。系统集中控制的原理一般是根据逻辑错误检测和时限故障检测的原则来进行的，而且机床设备的每个工作环节都是按照事先设定好的计划进行的，能够在检测工步动作过程中对定时器给予启动，同时还可以将定时器的输出信号当作启动报警信号或自动停机信号来看待。该过程中需要注意的是，在启动定时器过程中所需要花费的时间往往比动作持续时间久一些。在工业自动化设备正常运行过程中，电控系统的输出信号、输入信号、中间记忆单元间具有一定的逻辑关系，如果某个环节出现了设备故障，将会导致这种逻辑关系发生破坏，此时可以将常见故障逻辑判断程序事先编好，一旦出现故障就可以对故障进行分析，并发出报警控制。