PLC控制技术在工业自动化中的应用分析纪伟

PLC控制技术在工业自动化中的应用分析纪伟

纪伟

(中铝长城建设有限公司河南郑州450041)

摘要：通常来讲，尽管PLC自产生到如今发展时间不长，然而有关PLC控制技术的功能性质却有较大幅度地提升，更能满足各种功能需求。PLC最初被运用于继电器控制方面，代替原先的核心系统进行控制工作，尽管当时应用范围受限，然而其凭借自身的独特性能，被工业行业所发现并重视，某种程度促进了PLC控制技术的发展。在之后的发展历程中，PLC控制技术的性能不断得到改善和提升，其应用范围也日益扩大。目前，工业自动化改革的深入有赖于PLC控制技术的应用和发展，而若想将PLC控制技术有效应用于工业自动化之中，就需要我们全面掌握PLC控制技术的工作原理和操作性能。鉴于此，本文是对PLC控制技术在工业自动化中的应用进行研究，仅供参考。

关键词：PLC控制技术;工业自动化;应用

一、PLC控制技术概述

1、PLC控制技术简介

PLC控制技术是在自动化技术、计算机技术和通信技术的基础上发展起来的一门综合性技术，该技术具有可靠性高、适应性好、通信能力强以及功能扩充性高等多项优点，因此得到了广泛应用。PLC最早应用于工业领域，极大的提高了工业生产领域的自动化水平和控制水平，提高了工业生产的可靠性，有效的促进了工业领域的发展。随着工业领域的不断发展，生产工艺逐渐复杂，需要控制的对象难度发生了很大改变，工作环境和工作时长也有了新的变化，这就对PLC控制技术提出了新的要求。

2、PLC控制技术原理分析

PLC控制技术的应用需要经过输入采样阶段、程序执行阶段和执行后的输出阶段，三部分相互配合，才能完成一个完整的周期任务。（1）输入采样阶段。PLC控制技术应用的第一个阶段是采样阶段，扫描设备按照一定顺序读入所有输入状态和相应的数据，并将读入的状态和数据存储到PLC映象区的控制单元，完成输入后直接进入到用户程序的执行阶段，同时刷新数据，确保输入数据的准确性。（2）用户程序执行阶段。PLC控制器在执行阶段会对用户程序进行完整扫描，确保输入程序已经被读入。扫描过程中会按照既定的顺序和路线进行程序运算，一般由左至右依次进行，然后根据相应的逻辑运算得出与存储状态和数据相符合的结果，确定命令得到准确执行。（3）输出阶段。PLC完成采样和执行阶段后，进入输出阶段。输出前，需要对存储状态和数据进行刷新，然后控制电路驱动相应的外围设备，使其执行具体的操作，输出完成。

二、在工业自动化控制中PLC的应用

1、逻辑控制。PLC取代了传统的继电器电路，实现了逻辑、顺序控制，可用于单台设备的控制、多机的群控以及自动化流水线。像球磨床、注塑机、组合式机床、打包生产线、电镀流水线等。

2、运动控制。机械在运动过程中产生的机械运动，为PLC的控制功能提出了新的要求。对脉冲量的控制就是在控制对象进行直线运动或者抛物、圆周等运动时，PLC实现机械运动控制的基础。由于脉冲量控制的位移极小，使得PLC使用脉冲量进行运动控制的要求精确度很高。

3、数据处理。如今的PLC具有数学运算、排序、查表、数据转换、数据传送、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可利用通信功能传送到别的智能装置，也可与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作。这种数据处理通常用于大型工业控制系统，像无人控制的柔性制造系统;也用于过程控制系统，像冶金、造纸等工业中的一些大型控制系统。

4、信息控制。PLC的数据处理功能是通过信息控制来实现的。在信息控制中，对生产用户的信息进行采集、存储、处理以及传输，达到信息控制的目的。与此同时该项功能还兼具了数据分析的能力，随着信息时代的来临，赋予了PLC新的信息属性去完成控制工作，实现信息控制也是PLC在信息化功能方面成功转化的标志。

5、过程控制。过程控制通过模拟量(电流、电压、压力、温度等)连续变化时所输入的历史状况以及当前状况的分析，实现对模拟量的工作过程进行控制。过程控制的代表类型主要是开环与闭环控制。这种控制类型在冶金、化工、锅炉等方面的应用效果较为理想。

6、远程控制。PLC通过联网模块中的通信功能以及通信接口的配置，实现远程的控制。其控制方式主要有:PLC与智能终端的互联、PLC与PLC控制网的互联、PLC与计算机的互联、PLC与以太网的互联等来进行远程的控制。

三、PLC控制技术在工业自动化中需要关注的问题

1、温度问题

一般而言，温度是影响PLC控制技术性能的主要因素之一，根据有关研究报告显示，PLC正常工作的温度范围是0℃～55℃。对此，需要我们合理安装PLC设备，控制好温度范围，既不可安装于高温处，若安装周围温度高，需要配备一定的散热装置，也不可安装于低温处，若安装周围温度低，需要做好相应的保暖措施。总的来讲，只有确保PLC设备在合理温度范围内工作，方能最大限度发挥其自动化控制作用。

2、湿度问题

和温度问题相比，湿度问题是影响PLC控制技术性能的第二大元素，PLC设备在正常运转时，极易受周围空气湿度的作用。然而在实际工业生产之中，因为一些工业企业的特殊情况，其空气湿度相对较高，并且很难采取有关措施来降低空气中的湿度，那么在这种情况下就难以保证PLC设备的正常工作。据有关PLC的研究结果显示，85%的空气相对湿度是PLC设备工作的最低要求，同时还要确保合理湿度条件下空气中无凝露现象发生，这方面的控制目的是保证PLC设备的绝缘性。

3、振动问题

就具体实践而言，如果PLC控制设备在运转时发生振动问题，那么就会一定程度降低PLC的性能。因此，PLC控制设备的安装要尽量避免易发生振动的场所，远离振动源，振动越大，PLC的控制性能就越差。若在实际安装时不能避免振动源，那么就要采取相关的减震措施来降低不良影响，例如从振动源、传播路径等来减少振动。

四、关于PLC控制技术在工业自动化中的应用

1、开关数量控制的逻辑性加强

随着工业自动化时代的来临，对于开关数量的逻辑性控制要求日益严苛。PLC控制技术的应用真正实现了逻辑控制和顺序控制，不仅能一对一控制，还实现了较高要求的一对多控制，推动了工业的自动化发展进程。例如现代工业中PLC控制技术运用较多的注塑机、组合机床等，提高了类似制造设备的功能性，更符合客户需求。

2、工业过程的控制

目前，工业化市场的竞争压力日益加剧，越来越多的企业希望通过PLC控制技术的应用来提高自动化水平。事实上，PLC控制技术适合各种类型的工业过程，无论是连续式还是离散式，功能性较强。

3、运动控制的探究

尽管目前PLC控制技术已被广泛运用，然而仍然需要深入研究其性质功能。PLC控制技术还可运用在工业直线运动或曲线运动的控制之中，其在这方面的控制应用有较好的发展前景。另外，PLC控制技术还可应用于机器人、运动器材等方面，是其日后发展的主要方向。

结束语

在不断发展的PLC应用技术中不难看出，高效可靠的使用PLC，已成为了其发展的重要因素。只有PLC技术的不断发展，才会使其产品更加的丰富、规格更加的健全、技术更加的开放，从而占据更大的市场份额。在工业领域中不断壮大的PLC，为今后工业自动化作了一个强有力的技术支撑，成为了工业化的一个重要依托，使得工业化更快的发展。

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