梅明敏

（荊楚理工學院 機械工程學院，湖北 荊門 448000）

0 引 言

在信息化時代背景下，PLC技術依靠信息計算機技術在工業(yè)自動化中的集中控制、模擬控制、位置控制和基本開關量控制等方面起到了重要作用，為工業(yè)自動化生產(chǎn)的發(fā)展做出了杰出貢獻。但是，在PLC發(fā)展過程中也顯露了一些技術或者管理上的問題需要進一步研究，以貼合工業(yè)實際生產(chǎn)運轉(zhuǎn)，更好的為工業(yè)自動化服務。

1 PLC技術概述

PLC技術的全稱是可編程控制器，是在自動控制技術的基礎上，融合了先進的計算機技術和通信技術等高新技術。由于PLC技術具有較高的可靠性、變成簡單、設備體積小、抗干擾能力較強、設備組裝方式較為靈活等特點，在工業(yè)自動化中被廣泛運用，已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中的主要控制系統(tǒng)。

PLC技術的基本結(jié)構就像是一臺計算機，是由電源、通信模塊、功能模塊、中央處理器、儲存器以及輸入輸出端等幾大模塊構成。由這幾大模塊來分布或同步執(zhí)行以下部分內(nèi)容：輸入采樣部分、用戶程序執(zhí)行部分以及數(shù)據(jù)處理輸出部分[1]。

2 PLC技術的應用特點

2.1 程序簡單，操作便捷

PLC技術借助計算機編程寫出一個統(tǒng)一的控制系統(tǒng)程序，進而實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化。使用者只需要輸入簡單的指令，即可進行操作并且接收需要的相關信息。隨著網(wǎng)絡信息技術的發(fā)展，編程制作廠家可以根據(jù)生產(chǎn)需要隨時進行程序的編輯修改工作，而且不需要大費周章的拆除零部件再進行組裝，大大簡化了操作流程。

2.2 功能強大，高性價比

PLC技術可以應用計算機控制成百上千的程序，具有較高的功能性，而且這種集中的控制系統(tǒng)方便控制，不需要很大的場地，性價比高且容易管理。在互聯(lián)網(wǎng)時代還可以在網(wǎng)上分片分區(qū)管理內(nèi)容的分散處置，用戶還可以根據(jù)自己的需要靈活組裝程序和相關零部件，組成其需要的不同功能系統(tǒng)[2]。

2.3 抗干擾強，可信度高

在以往的工業(yè)自動化控制中，很多都是使用繼電器控制的方法，繼電器控制受到電氣控制的影響比較大，容易在其控制部分的電力故障時失效，從而出現(xiàn)故障，耽誤工業(yè)生產(chǎn)。而PLC技術主要通過大量的軟件編程進行各連接承轉(zhuǎn)部分的控制，需要的硬件比較少，不僅節(jié)省空間還可以降低硬件故障的發(fā)生概率，提高對抗外界干擾的能力，能夠有效保障工業(yè)生產(chǎn)的順利進行。

2.4 故障較少，維護方便

PLC技術主要是靠編程軟件進行實時控制。因此，其自身的運行狀況也可以通過編程軟件實現(xiàn)自我運行監(jiān)測和功能顯示，運轉(zhuǎn)期間發(fā)生的各類故障和問題都可以自行監(jiān)測并簡單處理，其余問題會第一時間上傳錯誤并由廠家進行處理，從而保證其控制的時效性和連續(xù)性[3]。

3 PLC技術在工業(yè)自動化中的應用

3.1 PLC技術中的開關量控制

PLC技術改變了傳統(tǒng)的繼電器控制線路網(wǎng)絡，減少了繼電器控制系統(tǒng)中各種繁雜的組成部分和線路系統(tǒng)。轉(zhuǎn)而采用軟件的方式，以“或”“與”“非”門等簡易而高效的邏輯方法來控制各操作系統(tǒng)之間的起承轉(zhuǎn)合。這種方式的控制系統(tǒng)既可以分散控制各種設備，還可以將不同設備集中到一臺設備上進行控制處理，高效且便捷。

3.2 PLC技術中的模擬量控制

PLC技術運用新的感受器控制裝置，對于在工業(yè)自動化生產(chǎn)中的各種影響因素和決定條件進行模擬，能夠?qū)囟?、濕度、壓力、運轉(zhuǎn)速度等內(nèi)容轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)的形式進行處理，并反饋到編程中去，可以對其生產(chǎn)的實際情況進行實時動態(tài)調(diào)控，確保工業(yè)生產(chǎn)控制的精確性和可信度。

3.3 PLC技術中的位置控制

在工業(yè)生產(chǎn)中的機器設備需要根據(jù)不同生產(chǎn)產(chǎn)品進行移形換位。因此，需要對每個機器的位置進行精確定位，PLC技術根據(jù)其控制電機發(fā)射的脈沖信號對機器進行相關定位發(fā)出指令，從而做到精準的位置控制，以此適應實際生產(chǎn)需求[4]。

3.4 PLC技術中的系統(tǒng)集中控制

PLC技術可以借助其自身控制系統(tǒng)進行集中控制，能夠及時發(fā)現(xiàn)自身系統(tǒng)的錯誤和故障并且進行修復。在所有工業(yè)生產(chǎn)中所有的操作流程和步驟，都需要一定的準備和反應時間來指導其行動。在接受上游步驟傳遞的信號和反應中，PLC技術因為其集中控制的特點，能夠在較短時間內(nèi)做出精準的判斷并下達指令。由于有完備良好的邏輯程序，使得指令下達既高效又準確，因此，能夠確保生產(chǎn)程序的運用連貫性和準確無誤性，降低生產(chǎn)的時間浪費和產(chǎn)生錯誤的概率。

3.5 PLC技術中的遠程控制

由于PLC技術借助了信息化和網(wǎng)絡化的技術手段，因此可以實現(xiàn)遠程控制效果。運用聯(lián)網(wǎng)通信的功能實現(xiàn)設備和流程監(jiān)控，還可以通過定時器控制的方法，對設備軟件進行日常監(jiān)測和維護工作，既高效又簡便。此外，可以記錄維護和處理過程的信息，幫助研發(fā)人員提取數(shù)據(jù)進行程序的升級，制作出更先進有效的程序。

3.6 PLC技術中的順序控制

工業(yè)生產(chǎn)是流水化作業(yè)的，PLC技術不僅可以對單個施工操作部分進行控制，還可以針對整個流水線進行整體的調(diào)控。PLC技術的電氣自動化設備可以對所有流程信息進行調(diào)控。主站臺和遠程基層站臺之間的連接控制，可以通過信息編程和相應電纜進行聯(lián)通，操作人員可以在主機站通過通信模塊來控制設備，從而保證生產(chǎn)流水線的平穩(wěn)高效運行。

4 PLC技術在工業(yè)自動化應用中需要關注的問題

PLC在其發(fā)展應用過程中取得了相當?shù)目刂菩Ч?，同時還應該關注到實際應用過程中的潛在問題和現(xiàn)實問題。由于PLC技術相對封閉性，各個生產(chǎn)廠家所使用的專業(yè)設備和模塊不盡相同，各種相關行業(yè)內(nèi)規(guī)范尚未統(tǒng)一。因此，很容易出現(xiàn)內(nèi)部設備不兼容的問題，此外，有關于軟件編程的規(guī)范也沒有統(tǒng)一定論，這些問題的存在，制約了PLC的良性長遠發(fā)展。

4.1 溫度控制

PLC技術是在計算機技術基礎上實現(xiàn)的，是由計算機相關的零部件結(jié)構組成。在使用過程中要注意處理器的核心溫度問題，過高的溫度會影響其使用效率和使用壽命，對生產(chǎn)設備和流水線的控制更是無從談起。因此，需要研發(fā)更好的散熱和隔熱系統(tǒng)，保證PLC技術設備的工作溫度處在合理范圍內(nèi)。

4.2 濕度控制

PLC元件在其使用過程中對周邊環(huán)境的濕度有一定要求。由于PLC需要具有很強的抗干擾能力，因此，其元件需要具有非常好的絕緣性，所處環(huán)境水汽含量需要設定嚴格的標準，一般需要將其控制在85%以下，保證能夠符合PLC元件要求工作環(huán)境的條件[5]。

4.3 空氣環(huán)境

在工業(yè)自動化生產(chǎn)活動中，有很多工業(yè)原料會揮發(fā)各種各樣的工業(yè)氣體。其中，易燃易爆性質(zhì)且腐蝕性較高的氣體，對PLC元件的損耗有巨大影響，這種損耗會對PLC對工業(yè)自動化控制產(chǎn)生負面影響，影響工業(yè)生產(chǎn)。因此，應該將PLC相關的重要元件和工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境進行有效隔離，避免將其暴露在腐蝕性的氣體環(huán)境中，影響其正常運轉(zhuǎn)。

4.4 防干擾設計

在PLC技術的實際運用中，容易受到內(nèi)部或外部的干擾，主要是來自于內(nèi)部元件和使用電源之間的輻射產(chǎn)生的內(nèi)部干擾，信號傳導過程中的信號干擾，電氣運行、周邊環(huán)境、通信網(wǎng)絡運轉(zhuǎn)過程中的各種輻射干擾。這些干擾因素會嚴重影響PLC的工作效率和能力。因此，PLC技術的制作廠家在設計時應該綜合PLC的產(chǎn)品性能，盡量排除或者抑制這些干擾因素，保證其正產(chǎn)運行，進而保障整個工業(yè)自動化運轉(zhuǎn)的控制管理。

5 結(jié) 論

隨著科學技術的不斷進步和社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，工業(yè)自動化的要求越來越高，PLC技術也在逐步趨于完善。PLC技術在將來仍然是工業(yè)自動化中的重要控制手段，因此，要在應用PLC技術的同時解決好各種影響因素，實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)的有效控制。