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PLC在工业自动化控制中的应用分析

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  摘 要:随着社会经济的逐步增长,我国的工业发展展现出了较快的发展趋势。在先进的技术影响下,给工业技术的创新与发展带来了诸多的挑战与机遇。由于自动化技能与水平的逐步提升,在一定程度上替代了原有的手工作业,而在工业自动化的发展过程中,PLC技术是其中的关键内容。在PLC技术的作用下,可以较好地加快工业自动化的转型与前进。同时,该技术还可以确保工业自动化与精确化的发展,极大的提升工业生产效率。为此,本文从PLC技术的基本组成与优势以及PLC技术的工作原理入手,对PLC在工业自动化控制中的应用以及未来的发展展开探究。
  关键词:自动化控制;PLC;优势
  中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)14-0095-02
  PLC的简称为可编程控制器,被大量使用在自动化系统建设中。由于现代信息技术的飞速发展,传统技术在融合了传输、通信、信息等多种技术后,就构成了PLC控制技术,它的性能、功能等得到了较大的增强,其使用的范围也越来越广。在PLC控制技术的相关领域,西门子PLC控制技术使用的非常广泛,因为其具有控制器安全性强、作用广泛、功能较多等优势,因此可以极大的增强工业自动化工作的质量[1]。
  1 PLC技术的基本组成与优势
  PLC技术是一种在工业环境中特别使用的数字运算操作系统,现在PLC的构成大多是由显示器、内存、电源、带有CPU的主板等结合而成的,并慢慢向着电子控制一体化、计算机、仪器等方面发展。随着工业现代化控制理论的迅速发展,从而使得PLC在现场总线控制与集散控制等多个内容中得到了大量的使用,目前PLC在输入与输出时,一般通过I/O模块实现,在多样的场景内,I/O模块的挑选与配置还是存在差异,PLC技术一般是在工业生产时会运用到,是现代化计算机控制中非常关键的内容。因为它的模块能够随机进行组合控制,可以较好地确保整个技术的正常维护与使用,因此,能够让工业生产的效率大大增强,确保整个工业能够较好地运转[2]。
  由于现在电气技术与自动化控制水平的增强,因此也促进了PLC技术的发展,能够较好地把PLC技术的优势展现出来,让其与最新的计算机技术有机的结合在一起,大量使用在工业控制内。因为PLC技术在电气设备自动化控制中的运用,提升了电气装置的智能化水平,并拥有反应速度快、存储量大的优势,在将来的工业控制中,PLC技术的使用会越来越多,能够构成多样化的人机结合场景,提升交流通讯效果,能够满足多样化电子装置的自动化控制需求,例如目前使用的西门子PLC,它的技术涵盖了工业控制计算机网络中的全部内容,在大型PLC电气设备自动化控制系统的构建中,具有着十分关键的作用。并且PLC根据其网络分布广、智能化水平高、反应速度快等优势,满足电气设备自动化控制的所有内容。
  2 PLC技术的工作原理
  2.1 输入采样过程
  输入采样过程能够说是PLC控制技术使用的重要过程。在现实的工作中,PLC会对全部输入状态与信息展开扫描,并把读入信息与状态存入到对应的内容中,当进行完输入采用过程后,该技术就会自动达到下一个执行过程,但在过程中会对以上的信息展开刷新,它的作用是为了确保信息的准确性与完整性。需要注意的是,在展开后续的工作后,这个状态与信息是不会改变的,并且两者间的运作还会具有一定的差距,该差距需要在控制过程中才会稳定,并不会再次出现改变[3]。
  2.2 程序执行过程
  在达到该过程中时,PLC就会自动对对应的用户程序展开综合性的扫描,其一般是为了确保全部的程序都能够达到标准状态。在扫描的过程中,它会根据相关的顺序与路线来进行,而该路线是根据用户程序的多个触电形成的,并按照从左至右的顺序来进行,进而获得准确的运行结果。要引起注意的是,该过程所获得的运算结果还需要和采样过程的存储信息与状态展开对比,当着两者的状态一样时才可以进行之后的工作。
  2.3 输出刷新过程
  在上面两个过程执行完成后就能够进行输出刷新。也就是前面两个过程印象区中的存储状态和信息状态,该过程需要展开刷新。同时,当输入的控制电路驱动达到外围装置并完成详细的运作等内容后,它才可以说是完成整个PLC控制技术的运行。
  3 工业自动化中通过PLC控制技术的注意内容
  3.1 电源干扰方面
  在工业自动化的过程中,PLC的电源抗干扰作用较差,从而对工业自动化造成一定的负面作用。在影响PLC电源抗干扰水平的内容中波纹是非常关键的因素,在波纹的作用下,PLC的信号接收干扰性会大大提升。在这种情况下,能够在工业生产中,添加隔离变压器,通过变压器的隔离效果,减少信号与设备之间的作用,进而确保电气自动化的有效运行。
  3.2 湿度方面
  PLC对环境的相对湿度要求要保持在85%之中。在确保湿度时,还需要关注到整个环境的清洁效果,要对粉尘的含量予以控制,只有这两个指标达到了对应的要求,才可以让PLC拥有更好的绝缘性,从而防止出现气体及粉尘爆炸等情况。
  3.3 温度方面
  把PLC控制技术使用在工业自动化中,就要对PLC的温度予以关注,要通过控制环境让温度保持在0至50℃之间。在设计自动化系统时,一方面要注重元件的放置位置,要让PLC的区域尽量与发热较大的设备保持距离;另一方面,在PLC附近,也一定要禁止使用发热量较大的元器件,并保证所在的区域或者结构的散热性与通风性较好。除此之外,PLC一样无法安装到温度很低的環境内,如果难以避免,就必须做好对应的保暖措施[4]。
  4 PLC在工业电子自动化控制中的应用
  4.1 控制数据处理
  目前的PLC控制技术可以进行信息排序、数据计算、信息传送等操作,PLC控制下的信息处理能力会随着系统的中央处理器改善而越来越强。所以对计算有着较高要求的行业就需要大量使用到PLC控制技术,例如规律分析、工业勘察等。从本质上进行分析,PLC控制的信息处理主要是信息的分析、对比、存储等内容,比如在展开某个测量内容时,通过设备获取了200个数据,利用人工进行计算则可能存在错误,并且耗时耗工。而使用PLC技术进行控制操作,所有信息的分析、存储、收集等都是同时开展的,在进行全部信息的收集后,平均值、最低值、最高值等也可以同时获得,工作人员只需要展开分析。   4.2 模拟量控制
  PLC控制技术可以按照多种生产要求的多样化机械特点来构建出对应的功能模块系统,从而形成健全的工业自动化生产控制网络,对自动化系统展开合理的控制。PLC控制技术要组成的模块系统需要拥有I/O模块、开关模块、位置控制模块、中央控制器模块、通信模块等,PLC控制技术利用对中央处理器展开控制来得到对其余模块的控制,从而进行有效的生产。除此之外,PLC控制技术能够利用掌控模拟量,从而增强生产过程中的便捷性与精准度,进而确保生产的高效运转[5]。
  4.3 位置控制
  PLC控制技术在工业生产中对位置的控制有着很高的要求。工业生产,特别是某些需求进行精准加工的行业,对生产时生产机械的区域、生产线上的产品、出现在对应区域的时间都需要确保精准无误。PLC控制技术的位置控制就可以满足这一要求,顺序控制器利用中央处理器明确的程序来展开掌控,工作者在确保设定准确无误后就能够进行运转,同时,PLC控制技术具有较高的可靠性,很少会出现问题。
  4.4 开關量控制
  在进行工业自动化生产时,PLC控制技术最为根本的技术就是掌控生产设备的开关量,但也是使用更多的内容。PLC控制技术拥有其特殊的逻辑程序,它控制的开关量是按照对应的控制逻辑来展开运作的。PLC控制技术利用该逻辑编程控制,可以掌控生产线上的全部生产机械,让其根据对应的生产顺序展开运作,从而高效、安全、精密的进行工业自动化生产。
  4.5 系统集中控制
  PLC控制技术依赖于中央处理器,它可以综合性的管理所有的数字化运算电子系统,利用对系统的综合性掌控,从而对所有的工业自动化生产进行控制,达到生产要求。PLC控制技术的集中控制一般是在逻辑编程实现的过程中进行的,如果逻辑出现了问题,PLC控制系统就可以快速寻找到问题,并及时地予以解决,让损失减少到最少。PLC控制系统会在生产时对生产线上的信息予以检测,从设备进行工作开始,生产中的每个位置、间隔的时间、每个步骤等都会被PLC控制系统集中控制。PLC利用对生产装置的数据采集,并输送到中央处理器中,让处理器按照编程逻辑对数据展开相关的处理,并输出处理结果,输送到相关的生产设备中,设备执行对应的内容,完成生产要求[6]。
  5 PLC在工业自动化中的发展
  5.1 PLC系统丰富化
  随着技术的飞速发展,从而使得我国的市场经济有了质的提升。但是PLC系统所具有的市场竞争力也会大大提升,但是PLC系统如果要得到长足的发展,就一定要根据现实情况来予以完善与优化,也就是对结果、设计思想、功能等展开创新,如此才能够占领广阔的市场空间,并在竞争中占据优势地位。
  5.2 系统升级
  社会科学技术的发展会使得我国的每个行业都出现对应的改变,而信息行业也会变为不可或缺的内容,在该背景中,具有较快的运行速度、容量大、价格低等就会成为一定需要的特点。但,对PLC系统展开创新与升级也是十分关键的,所以只有逐步增强系统性能,才可以满足社会时代的飞速发展,进而符合新时期人们的发展要求。例如我国目前的PLC系统已经能够满足大部分系统,并具有很好的兼容性。
  5.3 编程语言优化
  无论是较小的PLC系统还是中型PLC系统,它的编程语言都是较为统一的,也就是为梯形图语言。但由于计算机的飞速发展,PLC系统的编程语言也在之前的基础上也有了多种改变,并向着多样化与边界化的方向发展。能够预见,用不了多久,BASIC及C语言都会成为下个发展阶段。
  6 结语
  由此可见,在工业化进程逐步加快的影响下,原有的生产技术已经难以满足新时期公司与生产的要求。在该背景中,就需要科学的使用PLC控制技术。对应的机构需要整合及优化自动化的发展技术,并对其展开完善与创新。PLC控制技术在目前的形势中得到了大量的使用,它可以较好地满足质量的需求,有着极佳的生产效率。如此,就可以更好地为我国工业技术的发展打下坚实的基础,让工业自动化得到长足的进步。
  参考文献
  [1] 董禄.PLC上构建数控语言的方法研究[D].杭州电子科技大学,2011.
  [2] 王志华.PLC监控器的研制与开发[D].大连铁道学院,2002.
  [3] 鲁武林.基于PLC的自动化立体停车库控制设计[D].2017.
  [4] 朱永迪.PLC在自动化纸袋糊底机控制中的应用与研究[D].兰州理工大学,2011.
  [5] 赵晶.基于PLC自动化控制系统的通信技术研究[D].东北大学,2012.
  [6] 王贵宇.PLC在自动化控制过程中的应用分析[J].化工管理,2014(21):63.
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