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基于PLC工业控制系统关键技术分析

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  摘 要:随着我国高新技术的发展和社会的进步,工业作为我国经济的支柱产业,应用的高新技术越来越多,尤其是控制技术方面。PLC作为工业控制技术中的核心技术,拥有着非常多的设计技术和设计理念。PCI技术在工业控制中主要是PCI的程序以及PC程序设计和界面与程序设计的融合方面的控制系统。本文就浅谈基于PLC工业控制系统关键技术简要分析。
  关键词:PLC控制系统;工业控制;技术分析
  DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.007
   随着人们对物品的需求,工业的制造必须要在控制成本的情况下,提高生产效率,才能满足人们的需求,进而产生生产效益。工业控制技术就是计算机技术在工业进行的深入应用,从而加快了工业自动化的进程,提高了生产效率,节省生产成本。PLC控制系统,属于工业控制系统的一个分支,由于其具备安全系数高、体积小用途广、维护简单等多种优点,所以在工业中得到广泛应用。
  1 PLC控制系统的概念
   PLC控制系统的本质上就是一种应用在工业领域控制的计算机技术,属于编程逻辑上的控制器,这是一种为工业控制量身打造的拥有数字技术的电子装置,是工业控制的核心技术。它的工作方式是通过本身自带的程序,执行已经编写好的逻辑计算,进行顺向的程序控制。完成定时、计算等方面的指令。PLC控制系统的发展路程要追溯到二十世纪的六十年代,最早是由美国发明的,经过这么多年的发展,再加上计算机技术、数字技术、控制技术的加持,PLC控制技术已经发展的非常完善,并且突破其自身的局限,不再单纯的只拥有控制技术,也在运动控制、模拟运算和处理有着完善的功能运用。
  2 PLC控制系统的组成
  2.1 中央处理单元
   如果说PLC控制系统是工業控制的核心,那么中央处理单元就是PLC控制系统的核心,具有针对信息进行分析和处理,编程计算、程序执行和运用的功能。具体的运行顺序是通过对系统的扫描,判断编程中的输入是否有误。并且在系统运行中回扫描各方面的数据和信息,然后传输映像区进行解读,然后从存储器中得到指令并进行理解在传递给映像区,如此进行系统的运行。同时会在每一次系统运行过后将产生的数据储存到相应的位置,下一次在指令没有错误的情况直接恢复程序的运行。
  2.2 存储器和电源
   存储器和电源在整个系统中是非常重要的硬件,没有存储器系统就没有进行程序运行的空间,没有电源就没有系统运行的条件。事实上,这两个硬件一直在更新换代,力求拥有一个更加稳定、可靠的性能。
  2.3 程式输入装置和系统输入
   程式输入装置和系统输入主要体现在界面上,用户通过在界面上的操作用来启动、修改程序,也可以用来收发信号。
  3 基于PLC工业控制系统关键技术
  3.1 PLC程序设计
   PLC程序设计工业生产控制中整条生产线的活动和运行的一个操作和处理的界块,主要的内容涉及方面很多,主要体现在数据采集、计算、理解和处理以及对生产线工作的顺序的控制。PLC的内部核心是中央处理单元,现在多数人称之为CPU。PLC程序设计包括了中央处理单元的所有运行,同时还包括存储器的部分运用。
  3.2 PLC程序设计的原则
   PLC程序的设计原则主要有三条,一是科学,在进行PLC程序设计的过程中,对于PLC控制系统所要控制的对象要做到在科学合理的设计情况下最大化的满足对象的需求。所以在PLC程序设计前,要详细了解机械设备、电气设备,并研究相关的资料,从而能够设计出最优化的控制系统。二是经济,控制成本一直都是工业所贯穿的主体,PLC程序的设计当然要满足这个原则,让整个系统能够节约生产的成本,提高生产的质量和产量,进而提升企业的效益。三是安全,安全是重中之重,如果PLC控制系统出现安全事故,所受到影响的是一整条工作产线。四是适用和普及,PLC控制系统,必须要与时俱进,根据用户的需求和社会的发展进行改进和完善,这也是PLC设计中的必备原则。
  3.3 PLC的控制模式
   PLC的控制模式经过多年的发展已经趋于稳定,分为自动、手动、半自动这三种控制模式,能够满足在所有情况下的使用。PLC的自动控制模式主要是在工业生产线需要进行自动生产是,PLC程序就会切换到自动生产的模式,这个模式是通过远程的控制程序进行的,主要是主控PC。手动模式多半是用在工业生产的生产线进行维修、调试的情况下,PLC会切换手动模式,通过界面显示器控制。半自动模式主要是生产线需要一直维持在调试或者维修的状态下,PLC会自动切换半自动模式,不影响生产线的工作以及调试。
  3.4 界面与动画PC的设计
   人们对PLC系统发布指令和操作的平台就是界面,也就是说界面是整个生产线控制系统的直观体现。动画PC的设计就是对整个生产线的运行状态进而运行进行模拟,以动画的形式播放在界面上。同理,人们也可以通过界面接收到实际的生产信息,并且利用界面进行程序的操作。
  4 基于PLC的工业控制系统的实现
   基于PLC的工业控制系统的技术,就是能够实现对系统内各个模块进行协调而统一的管理,通过调试、检测、验收等工作,满足工业生产线的需要。尤其是模块的调试环节,针对的就是中央处理单元,也就是CPU的调试,由于这些硬件很容易受到外界因素的影响,所以这些调试是非常有必要的,通过调试也能够降低外界因素对系统的影响。除此之外,PLC控制系统还能够控制生产线的初始化、复位化、自动化等操作,完成对生产线的全方位控制,还可以检测设备的运行状态。如此,基于PLC的工业控制系统的实现,只需要操作人员在界面进行操作即可,简单安全又方便。
  5 结束语
   综合所述,PLC控制系统在工业生产中得到广泛的应用。而且因为PLC既有的优良功能,简化了生产程序,还进一步推进了工业自动化和现代化的进程。所以基于PLC在工业控制中的表现,PLC控制系统能够在工业中一定会发展的更好,工程控制也会发展的越来越完善。
  参考文献:
  [1]张敏菊.基于PLC的工业控制实验系统的研究[D].南京理工大学,2011.
  [2]王洪猛,谢建军,曾云等,基于PLC的过程控制系统设计与实现[J].自动化技术与应用,2012,7(13):71-72.
  作者简介:陈剑(1981-),男,湖北荆门人,硕士研究生,副教授,研究方向:计算机监控、PLC控制技术、变频器技术。
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