PLC控制技术在工业自动化中的应用

第１１期　２０１４年６月　江苏科技信息　Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｎｏ．１１　Ｊｕｎｅ，２０１４　Ｐ１．Ｃ在工业自动化控制中的应用　刘　明　（山东科技大学泰山科技学院，山东泰安２７１０００）　摘要：ＰＬＣ在工业自动化控制中有着极其广泛的应用，如工业自动化中的开关量控制、位置控制以及系统集中控制等。文　章首先对ＰＬＣ进行了简述，进而分析了ＰＬＣ的通信功能与特点，再则分析了ＰＬＣ在工业自动化控制中的应用与主要存　在的问题，最后对ＰＬＣ在工业自动化领域中的未来发展趋势进行了探讨与研究。　关键词：ＰＬＣ；工业；自动化控制　０引言　ＰＬＣ是基于工业环境应用的需要而设计的一种数字运算　电子系统。ＰＬＣ在工业自动化控制中有着尤为广泛的应用，例　如：开关量控制、位置控制、模拟量控制以及系统集中控制等。　以上多方面的控制都为工业中的车间与工厂提供了极大的帮　助。然而，就目前而言，ＰＬＣ运用在工业自动化控制中还存在一　系列的问题…。但是，ＰＬＣ作为工业控制领域中的主要控制设　备，其未来的发展趋势是非常广阔的。鉴于此，本文对ＰＬＣ在　工业自动化控制中的应用进行了探讨与研究。　１　ＰＬＣ简述　可编程控制器的英文缩写即为ＰＬＣ，ＰＬＣ是出于工业环境　的应用需要进而设计的一种数字运算电子系统，它融合了计算　机技术、通信技术以及自动控制技术，具有体积小、易编程、组　装灵敏、可靠性高以及干扰能力强等特点。近年来，随着开发　技术与软硬件技术的升级，ＰＬＣ的编程过程也逐渐变的越来越　简单，在此基础上无论是系统还是功能都有了很大的提升。现　如今，ＰＬＣ运用的领域极其广泛，例如：化工业、轻工业、电力业　以及冶金业等领域。ＰＬＣ作为现代工业控制的主要支柱之一，　在很大程度上为机电一体化的进程提供了帮助。　ＰＬＣ所涉及的技术范畴也极其广泛，例如：顺序控制、过程　控制、位置控制以及生产管理与监控等。随着信息时代的到来，　ＰＬＣ的更新也尤为之快。现在的ＰＬＣ普遍上都是小型的，小型　的ＰＬＣ拥有许多功能，例如：３２位高速计数器、高速输出功能、　脉冲捕获功能以及中段功能等＿２］。另外，小型ＰＬＣ的特殊模块　也尤为突出，例如：基于模拟量的输入输出模块、位置控制模块　以及温度调节模块等。　２　ＰＥＧ的通信功能与特点分析　２．１　ＰＬＣ的通信功能　近年来，在计算机技术突飞猛进的发展势态下，网络通信　在控制系统中有着尤为广泛的运用，特别是在工业自动化控制　中，通信功能获得了非常高的关注与重视。ＰＬＣ主要包括了２　方面的通信：其一是ＰＬＣ与ＰＬＣ之间的通信；其二是ＰＬＣ和　其他智能设备间的通信。ＰＬＣ通信功能最为突出的特点是：通　过传输或者共享重要的数据给其他系统进行信息处理。　２．２　ＰＬＣ的特点　ＰＬＣ的特点主要体现在３个方面：其一，ＰＬＣ可以对现场　总线实现很好的融合。这是基于目前普遍的现场总线均为ＰＬＣ　生产厂家直接研发的，因此现场总线与ＰＬＣ有着尤为密切的关　系。其二，通信协议统一化。在发展趋势层面上，ＰＬＣ采用了国际　标准的通信协议。这样便给厂家与用户均提供了方便，进而让通　信的开放性逐渐变强　３＿。其三，通信程序的设计非常简单。厂家　基本上都会利用专门的计算机以及通信接口软件来对通信程序　进行设计，该设计方法因为降低了计算机编程的工作量，所以在　很大程度上突出了通信程序设计极为简单的特点。　３　ＰＩＧ在工业自动化控制中的应用与主要存在的问题　３．１　ＰＬＣ在工业自动化控制中的应用　ＰＬＣ在工业自动化控制中的应用主要体现在开关量控制、　位置控制、模拟量控制、电动机变频调速控制以及系统集中控　制等方面。　３．１．１开关量控制　ＰＬＣ的开关量控制能够提升控制的可靠性，它是基于中间　继电器控制系统的动作，进而通过顺序控制器的公式而设计出　来的。另外，在其设计上具有规范性与科学性。　３．１．２位置控制　位置控制作为工业自动化控制中的重中之重，能够在控制　步进电机的基础上，向步进电机绕组发出脉冲，进而对步进电　机的位移进行精准确定，以此实现位置控制的目的。　３．１＿３模拟量控制　ＰＬＣ是基于控制对象特征，进而根据组合功能模块组装成　为功能完善的控制系统，以此实现敏捷的系统控制。ＰＬＣ有很　作者简介：刘明（１９９１－），男，陕西西安；研究方向：自动化。Ｅ－ｍａｉｌ：５２７９８７６ｌ７＠ｑｑ．ｃｏｒｎ。　４０——

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PLC控制技术在工业自动化中的应用分析

作者：武继才

来源：《山东工业技术》2018年第05期

摘 要：计算机技术的迅猛发展，推动了工业自动化的发展与前进。基于此，本文就PLC控制技术在工业自动化中的应用进行分析，包括控制开关数量、控制工业过程、控制自动化运动、控制数据处理，进一步从温度方面、湿度方面、电源干扰方面，阐述了相关技术应用过程中的几点注意事项。

关键词：PLC控制技术；工业自动化；电源干扰

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.05.041

0 前言

PLC是可编程控制器的简称，被广泛应用与自动化系统建设等方面。随着现代信息技术的不断发展，结合信息、通信以及传输等先进技术之后，形成了PLC控制技术，其功能与性能大幅度不断提升，相应的运用范围也逐渐扩大。在PLC控制技术领域，西门子工业控制PLC的应用较为广泛，由于其本身功能齐全、作用广泛、控制器安全性较高等特点，能够显著提高工业自动化工作质量。

1 PLC控制技术在工业自动化中的应用

西门子工业控制PLC诞生于1958年，是德国科学家生产的一种二进制控制器，若对其进行分类，可从控制规模的角度来划分，包括小型机、中型机以及大型机；也可从控制性能的角度划分，包括低档机、中档机、高档机；从控制器结构的角度来划分，则包括整体式、叠装式、组合式。西门子工业控制PLC的控制工作主要分为三个阶段，依次是输入采样、用户程序执行、输出刷新；相比于其他品牌的PLC，具有性能可靠、易操作等优势。

1.1 控制开关数量

西门子工业控制PLC对开关量的逻辑控制，包括对顺序与数字量的双重控制。在工业自动化当中，运用PLC控制技术实现一对一控制，若有需要，也可以实现一对多的控制方式。无论是一对一，还是一对多的控制方式，都属于自动化控制范畴，这是工业自动化高速发展时期的重要技术需求。在实际应用过程中，PLC控制技术能够实现超过10个节点的同步控制，以此为基础设计工业开关，能够直观的反馈开关量的控制作用；还能依据实际生产需求，对工业自动化的相关事项进行灵活的处理与转换。例如，工业中一些常用的组合机床、定数的玻璃、注塑机等设计应用时，都可以结合PLC控制技术，实现工业自动化，使其功能作用更加强大，更好的满足相关工业生产需求。 龙源期刊网

２０１６年第３２期

８２青年时代 ＹＯＵＴＨ ＴＩＭＥＳ. 人文社会 .浅析ＰＬＣ技术在工业自动化控制中的应用崔 勇驻马店技师学院　河南　驻马店　463000 摘　要：工业自动化，是工业行业的发展方向。工业在建设自动化中，积极采用了PLC控制技术，推进工业自动化的发展速度。PLC控制技术，具备灵活的编程控制优势，普遍应用在工业建设中，属于一类电子装置，专门控制工业的自动化建设，本文结合工作自动化的发展，分析PLC控制技术的运用。关键词：PLC控制技术；工业自动化；应用PLC的控制能力较强，融合了通信、传输、信息等多项技术，在工业自动化中，提供了积极的控制手段，将工业生产与环境结合起来，全面控制好工业的生产。PLC控制技术，可编程控制的能力非常强，简化了工业自动化的建设方式，同时提升了工业自动化的水平，注重PLC控制技术的积极性，表明PLC在工业自动化中的重要性。一、PLC控制技术在工业控制中的应用（一）用于开关量的逻辑控制工业生产工序繁多，多道工序并不是同时工作，采用开关量可以很好控制多道工序的闭合和断开。以往采取人员控制，不仅花费时间较多，准确性也无法提高。后来出现了继电器，对单台设备进行开关量的逻辑控制，效率和准确性有了一定提高。如今，采用PLC控制技术对开关量的逻辑控制这种控制方式正在推广，PLC控制技术不仅可以同时实现对多台设备开关量的逻辑控制，还可以对他们的执行顺序进行有效控制，做到有条不紊，让多道工序按照设定的顺序良好运行下去。PLC控制技术通过程序控制，在程序中明确各工序的优先级以及开关量闭合的条件，一旦满足开关闭合的条件，开关就会闭合，机器就会自动运转，真正实现了工业的自动化。（二）用于工业的过程控制工业自动化，指的是用电脑实现对生产控制的一种趋势，PLC控制技术，可以通过程序实现对硬件设施的控制，所以在工业的过程控制中得到了很好应用。PLC控制技术在对工业的过程控制方面，主要是控制机器的开关、控制生产的流程等。在工业自动化中，PLC控制技术可利用程序和电脑对工业生产的控制。（三）用于数据处理PLC内部集成了数据逻辑运算单元和存储器，可进行数据存储、采集、运算、排序等功能，所以可用于对工业生产数据的处理。工业生产化中，处理数据也是重要的过程。对数据进行分析处理，会帮助及时发现自动化过程中的潜在威胁，也能在分析数据中发现PLC控制的不足，便于提高控制的效率和有效性。在视频处理方面，PLC控制技术可实现对数据处理的精确控制，节省了大量人力、财力。而且才用了PLC控制技术，视频数据处理起来更方便快捷，效果会更佳。（四）系统集中控制PLC控制技术不但能够在自动化控制中进行应用，还能够应用在系统自身的集中控制中。控制系统的具体原理是根据逻辑错误检测和时限故障检测来实现对系统的监控的。机床设备在每次工步执行的过程中，均需要消耗一定的时间，因此，可以在对工步进行检测时，启动定时器，然后将定时器输出的信号作为启动报警信号和自动停机信号，在这里需要注意；定时器动作的时间要短于定时器输出信号的时间。当设备处于正常工作情况下，若出现了设备的故障，该种逻辑关系将受到破坏，这时可以通过预先设计好的常见故障逻辑判断程序来实现对系统集中控制中故障的分析并作出相关的报警。二、PLC的应用特点（一）可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。（二）配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。（三）易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。（四）系统的设计，工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时日常维护也变得容易起来，更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合使用。参考文献：[1]郭惠林.基于PLC技术的工业自动化研究[J].工业c,2015(51):77-77.[2]刘宪武.PLC在工业自动化控制中的应用[J].中国高新技术企业,2013(17):30-31.

里　垫　壁　．　≥　＞　＞　控制技术在工业自动化中的应用　摘要：改革开放以来，我国快速发展，工业作为国家的经济支柱也处于蒸蒸日上的状态。ＰＬＣ技　术是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来　在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟　式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。现如今，ＰＬＣ技术已经成为工业自动化最重要的　技术之一，但是ＰＬＣ技术虽然性能优越，还是要注意一些外界因素的控制才可以保证其稳定运行。本　文就ＰＬＣ技术在使用过程中应该注意的问题和其在工业自动化中的具体应用做出了详细的阐述。　关键词：ＰＬＣ技术：工业：自动化；应用　一、ＰＬＣ技术在使用过程中应该注意的问题　ＰＬＣ技术可以在比较复杂的条件下精确的发出各种指　令，并且精确度非常高，是工业中应用最为广泛的控制程序。　但是ＰＬＣ技术对于外界环境的要求比较高，一定要为其创造　良好的环境才可以保证它持续稳定的发挥作用，下面我们来　具体说一下应该注意的事项。　１．１温湿度问题。温湿度的控制措施一直是ＰＬＣ在使用　过程中需注意的首要问题。一般来说，在运行过程中，温度　需要保持在零到五十五度之间，不可以让太阳光直接照射，　如果温度超过或者低于了这个范围，就要相应的添加散热或　者保温设备来进行调节。另外，ＰＬＣ控制器必须要处于比较　干燥的环境之中，空气湿度保持在百分之八十五以下，但是　有的生产工厂的其他设备又需要在高湿度的环境下才可以运　作，这时要采用隔离处理器来进行隔离，避免由于湿度过高　而引起ＰＬＣ控制器绝缘失常的事故，防止短路。　１．２振动问题。ＰＣＬ控制器的核心电路比较的复杂且脆弱，　不能长时间的受到十到五十赫兹的连续振动的干扰，所以在　安装过程中要远离振动比较剧烈的设备。在生产制造的过程　中，如果必须要在振动比较剧烈的地方进行安装，那么可以　适当的涂抹减震胶来降低振动对其的干扰，否则会造成ＰＣＬ　控制器使用寿命降低和控制精确度下降等情况，不利于工业　的发展。　１．３电源问题。电源是一切设备运行的根本，ＰＬＣ控制　器在设计的时候通过考虑具备了一些抗干扰能力，所以通用　电源一般为五十赫兹／二百三十交流电压。但是有一些工厂　对于自身要求比较高，这个时候我们可以通过不间断电源供　电，采用屏蔽式电线，安装屏蔽层以确保不受到干扰，以便　ＰＬＣ控制器更加稳定的工作。　二、ＰＬＣ技术在工业自动化的应用　２．１对开关的控制。随着工业的发展，原有的继电器已　经渐渐的被ＰＬＣ开关所代替，ＰＬＣ开关不仅接线快，操作简　便，可靠性高，还凭借逻辑控制器实现了顺序控制。无论是　简单的一对一，还是复杂的一对多，ＰＬＣ开关都实现了完全　◆李成翼崔丽珍　的自动化，极大的解放了人力。现在工业中许多的数控机床，　玻璃加工厂等都运用了ＰＬＣ开关技术，也正是因为ＰＬＣ的　正确应用，才使得这些生产设备越来越强大，以便更好的满　足市场经济的要求，推动工业的自动化进程。　２．２运动控制。ＰＬＣ的运动控制主要指其可以通过逻辑　处理器的提前设置来控制类似于圆周或者直线匀速运动的轨　迹。另外还可以通过设备中的脉冲装置来控制机械运动，控　制精度十分高，现如今被广泛应用于电梯或者机房的制造业　中。　２＿３数据处理控制。ＰＣＬ控制器可以在较短的时间采集　归纳大量的数据，并进行分类和计算，在数据传送，数据排　列等方面的优势较为突出。并且可以将现有数据和计算机网　络数据库中的参考值进行对比，进一步规范操作。也可以通　过数据传输功能，将数据传送到其他的自动化设备中，完成　远程操作。现在被广泛用于冶炼和食品等行业。　三、结束语　ＰＬＣ技术的应用面广、功能强大、使用方便，已经成为　当代工业自动化的主要装置之一，在工业生产的所有领域得　到了广泛的使用。在运用ＰＬＣ技术的时候，一定要控制好温　度、湿度、机械振动和电源等外界环境，保证ＰＬＣ有一个良　好的工作环境。我相信，随着国家科技的不断发展，ＰＬＣ技　术也会越来越先进，被应用的也会更加的广泛。嗍　参考文献　…１李世发．ＰＬＣ在工业自动化控制领域中的应用卟信息通信，　２０１３，（４）．　［２］王起论ＰＬＣ、单片机、工控机在工业现场中的应用及选用方　法Ｕ］．广西轻．ｘ－，＿ｌｋ，２０１４，（１）．　［３］李银娌．ＰＬＣ在工业自动化控制领域中的应用Ｕ１．科技资讯，　２０１５，（３６）．　［４］耿俊梅，吕书勇基于ＰＬＣ的焦化备煤控制系统的抗干扰措　施　机电工程技术，２０１４，（１１）．　（作者单位：李成奠、崔丽珍，内蒙古科技大学；李成翼，　内蒙古新联信息产业有限公司）　信息系统工程Ｉ　２０１７．２．２０　１　０７