PLC在工业自动化控制中的应用研究

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PLC在工业自动化控制中的应用研究

发布日期： 2014-05-20 发布：  

  2014年10期目录       本期共收录文章20篇

　　摘 要：随着科学技术的快速发展，工业自动化技术得到了很大进步，PLC系统在工业自动化控制中心被广泛应用，文章主要阐述了当前PLC技术在工业领域应用的情况以及存在的问题，希望能够给相关人士一定的借鉴。
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　　关键词：PLC；工业自动化；应用；研究
　　1 PLC 的定义
　　PLC 是一种控制数字运算和操作的可编程装置，它的发展是为了代替传统的继电器，PLC电子系统集通信技术、计算机技术和自动控制技术于一身。在工业环境下实现整个工厂流程只需要一台设备来控制就是PLC开发的目的。可靠性强、体积小、组装灵活、编程简单等都是PLC的自身特点。现今，机械制造领域、化工领域和电力领域、建筑领域等都广泛地应用了PLC系统，有力地支撑起了现代工业的控制，机电一体化的发展速度也被PLC大力推进了。过程控制、生产管理、顺序控制等都是PLC技术主要涉及的领域。由于越来越成熟的PLC技术，和越来越短的更新换代周期，新型的PLC的性价比也相对更高。其功能特点：一、高速计数器已经达到了32位，拥有100kHz的基数频率，改变PLC的输出可采用显示计数频率的方式。二、输出功能非常高速。三、拥有捕获脉冲的功能，对输入脉冲能够迅速捕获。
　　2 PLC中通信功能的特点
　　2.1 PLC的通信功能
　　随着飞速发展的计算机技术普及，工业自动化控制系统中也已经普及了网络通信技术。PLC和其余设备的通信以及PLC自身的通信囊括了整个PLC通信。PLC突出的通信功能特点，就是将重要的信息传递给其他系统再进行处理。PLC的通信功能在当前也得到了不断的加强。以通过接入开放式网络的三菱公司FX系列的PLC为例分析，其远程I/O网络是CC-Link接口模块和AS-I主站模块以及DeviceNet接口模块组成的。其通信协议是FX专门提供的，能够与ASCII传输模式在通信中完全符合，用户编程在PLC一侧也完全不需要，想要实现自动通信用户只需要进行简单的设置即可。
　　2.2 PLC的特点
　　①具有统一的通信协议。国际标准的通信协议是PLC的发展局势中所采用的协议，通信的开放程度提高也是基于给用户的使用和不同厂家的产品实现互通提供了很大的便利。②许多现场总线都是PLC生产商所开发的，要将现场总线密切地结合。因而PLC和现场总线之间有着密切的关系。③如何设计更简单化通信程序。其实要实现自动收发只需要在使用PLC通信程序的时候对计算机一侧的程序进行编写即可。
　　3 自动工业化中PLC的应用以及所存在的问题
　　3.1 工业自动化中主要应用到的PLC
　　3.1.1 PLC中开关量的控制
　　PLC技术相比其他自动化技术来说具有速度快、维修方便、操作简单等特点，在应用的过程中质量得到不断提高，同时也节约了大量的人力、物力，有效地避免了工作中线路复杂的问题，使得工业生产顺利进行。PLC技术的产生代替了机电控制，显著提高了自动开关量的可靠性，在系统动作中PLC控制了中间的继电器，在设计上也采用了控制器的公式，为了保证其的应用符合相关规范，我们应该做好仿真图形的检查，一旦发现问题应该及时解决。
　　3.1.2 PLC中模拟量的控制
　　通过对控制量的分析找到其自身的特征，PLC控制系统就是通过组合各种功能模块而形成的，具有更加灵活的特性。PLC控制系统包含很多模块，例如位置控制模块、高速计数模块都是其中重要的模块。为了能够实现过程控制以及仪表的监控就应该做好模拟量控制模块。PLC模拟量控制的好坏直接关系到整个工程系统的精度，热别是能够严格地处理好热处理的温度，对于整个过程实行实时监控，进而能够使得热处理过程维护更加简单、方便，同时也是的控制设计更加便捷，这也是以往各种仪器仪表所不能实现的。
　　3.1.3 PLC中位置的控制
　　在PLC系统工作中位置的控制显得十分的重要，而且位置控制在整个工业自动化具有十分重要的地位。当前位置控制已经受到了广泛的应用，例如工业生产中经常用到的搬运定位控制等。当PLC系统发出脉冲，那么步电机的脉冲就能够保证更加的精准。
　　3.1.4 PLC中系统集中的控制
　　除了上述说到的工业自动化控制，PLC系统还能够很轻松的实现自身的系统控制，例如，控制检测以及显示出现错误，具体的检测原理和系统监控室的原理是一致的。当前工业中所使用的机床设备在执行任务的时候都需要一定的时间，在进行检测工步的时候我们可以设置定时器，而且通过定时器还能够确定自动报警信号和自动停机信号。需要特别注意的是动作持续的时间会比定时器的启动时间短一些。但是在系统集中控制的时候，一定的逻辑关系会存在于电控系统的信号之间，不过这种逻辑关系在系统出现故障的时候被损坏，因此为了能够保证这种逻辑关系的完好性，应该使用已经编写好的逻辑判断程序。
　　3.1.5 PLC中变频调速的控制
　　在工业自动化控制的过程中如果能够实现PLC系统和变频器一同使用，，则能够使得电机中调速得到更好的控制。将电压平滑电路加到PWM和PLC输出中，控制转速就需要对PWM指令中的t数值进行设置，而两者也是成正比的，输出电压波纹也会受到大小不同的脉冲周期影响。
　　3.2 PLC在自动工业化中的应用
　　任何事物都具有两面性，PLC系统在工业自动化控制中具有十分重要的作用，它本身也具有很多优点，但是在实际的应用过程中仍然会存在一些问题导致应用效果受到影响，在众多问题当中封闭的软硬件体系则是很大的缺点，很容易造成不兼容的情况，其中最为主要的问题如下，一是在运行的过程中温度的控制问题。零摄氏度到五十五摄氏度是PLC最好的工作温度，所以在PLC工作的过程中应该重视散热问题，在安装的时候也应该和一些散热量比较大的设备保持一定的距离，而且还要避免阳光照射，当温度高于五十五摄氏度时应该使用制冷设备保证PLC能够在正常的温度下工作，进而使得其能够正常运行。二是运行中湿度的保持，为了有效地保证PLC能够稳定运行，我们还应该对湿度进行控制。周围环境中的湿度直接决定了元器件的绝缘程度，所以应该保持空气的湿度在百分之八十以下。三是在运行过程中控制振动。在PLC工作过程中对振动也是有一定要求的，一定要保证其运行中的振动尽量减少。PLC在未来的发展中应该林实现大容量、高速度等趋势，同时还应该丰富编程语言，使其更加多样化、科学化、高级化。
　　4 结束语
　　综上所述，当前计算机技术的快速发展使得PLC技术得到了很大进步，并逐渐完善自身的功能，使得应用范围更加广泛。伴随着该项技术的快速发展，在应用中出现的问题也会相应的得到解决。在工业自动化生产中不断完善的数据也是该项技术应用的成果。目前来看，该项技术在实际工作中正在趋于完善并能够熟练的对各个环节进行控制。PLC技术将在未来工业自动化发展过程中占据十分重要的地位，方便人们的生产生活。
　　参考文献
　　[1]罗勇.PLC在工业自动化控制中的应用[J].科技创新与生产力，2012（11）：102-103.
　　[2]傅宇.PLC在工业自动化控制中的应用研究[J].机电信息，2012（3）：52-53.
　　[3]游佳慧.浅谈PLC在工业自动化控制中的应用[J].机电信息，2012（18）：44-45.

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