許明艷

（江蘇省揚(yáng)州技師學(xué)院 江蘇 揚(yáng)州 225127）

1 引言

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，我國自動化控制技術(shù)日趨成熟。PLC作為一種先進(jìn)的自動化控制程序器，在電氣行業(yè)中的廣泛應(yīng)用已經(jīng)使我國的工業(yè)生產(chǎn)自動化邁進(jìn)了新的歷程。該項技術(shù)具有編程簡單、使用方便、安全可靠等優(yōu)點，實際中已經(jīng)被越來越多的企業(yè)所熟悉并應(yīng)用。但是，PLC自動化系統(tǒng)需要人工進(jìn)行編程，因此實際應(yīng)用環(huán)節(jié)必然會受到操作人員技術(shù)水平的影響。因此，工作人員要積極提高自身的專業(yè)素質(zhì)，以提高PLC技術(shù)的應(yīng)用效果。

2 PLC技術(shù)的特點

2.1 操作簡單，實用性強(qiáng)

PLC技術(shù)簡單直觀、操作方便，廣泛適用于各種控制系統(tǒng)中。PLC系統(tǒng)的程序能夠?qū)⒅噶钫Z言編譯，使其轉(zhuǎn)換為機(jī)器語言，進(jìn)而實現(xiàn)檢測機(jī)器故障等工作要求[1]。由于其編程的原理非常簡單，并且具有靈活的圖形符號和編程語言，工作人員只需具備基本的編程知識，就能夠利用相應(yīng)的編譯方式來實現(xiàn)對系統(tǒng)的全面操控。該項技術(shù)在電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，既節(jié)省了傳統(tǒng)操作系統(tǒng)所用的外接線，同時又節(jié)省了指令在系統(tǒng)中的傳輸時間，從而有效提升了控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率。此外，由于該技術(shù)應(yīng)用了微處理器技術(shù)，硬件方面的配置齊全，具有很強(qiáng)的通用性，能夠適用于不同環(huán)境，適合大范圍推廣。

2.2 具有較強(qiáng)的抵抗干擾能力

PLC的內(nèi)部電路和生產(chǎn)工藝均采用最先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，同時配置自動檢測報警裝置，因此系統(tǒng)的抗干擾能力明顯要強(qiáng)于傳統(tǒng)的繼電器[2]。另外，基于PLC的自動檢測系統(tǒng)在檢測到某個設(shè)備出現(xiàn)故障時還能夠自動報警，有利于工作人員及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，從而有效提高使用的安全性，也比傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)更適用于復(fù)雜的電氣設(shè)備[3]。

2.3 維護(hù)方便，改造簡單

與傳統(tǒng)的接線方式相比，PLC控制器的應(yīng)用有效縮短了操作系統(tǒng)設(shè)計和建造的時間，對其進(jìn)行控制程序的改編也更加方便，可以靈活適應(yīng)工作中的不同需求[4]。PLC技術(shù)還可以直接在各種復(fù)雜的模塊上設(shè)計并操作指示燈，用戶可以根據(jù)需要將不同模塊的指示燈設(shè)計成不同的顏色，以便于在使用過程中對設(shè)備的運(yùn)行情況產(chǎn)生更加深入的了解，方便查找故障來源，節(jié)省系統(tǒng)故障的排查時間，提高工作效率。

3 PLC的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 分散型控制系統(tǒng)的應(yīng)用

分散型控制系統(tǒng)是基于單獨(dú)的一臺PLC設(shè)備，對其所對應(yīng)的單獨(dú)目標(biāo)對象進(jìn)行單獨(dú)控制的操作系統(tǒng)，這種完全獨(dú)立的控制模式，可以有效明確控制對象，避免產(chǎn)生控制混亂的問題而影響控制系統(tǒng)的工作效果[5]，因此廣泛應(yīng)用于大型的電氣生產(chǎn)流水線上。由于每臺PLC控制器只需要對自己的控制對象負(fù)責(zé)，如果發(fā)現(xiàn)作業(yè)線出現(xiàn)了生產(chǎn)方面的問題，工作人員只需要找到對應(yīng)的控制器就能夠及時進(jìn)行故障處理，同時不會影響到其他生產(chǎn)線的正常運(yùn)作，這種操作方式能夠有效節(jié)省維修時間，最大程度降低由于設(shè)備故障而對企業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 集中型控制系統(tǒng)的應(yīng)用

和分散型控制完全相反，集中型控制系統(tǒng)是運(yùn)用一臺核心PLC控制器來控制整體生產(chǎn)的模式，這種控制系統(tǒng)的優(yōu)勢在于操作方便，工作人員只需要控制一臺主控制器就能夠達(dá)到掌控全局的目標(biāo)。與此同時，這種集中性控制系統(tǒng)的設(shè)備前期的投資成本會比較小，在后續(xù)使用的過程中維護(hù)也很方便，因此適用于一些小規(guī)模的生產(chǎn)線或者簡單的生產(chǎn)環(huán)境。同時，用戶也可以根據(jù)自己實際生產(chǎn)規(guī)模的需要，在主控制器下分設(shè)一定數(shù)量的分支控制器，使不同的分支能夠?qū)崿F(xiàn)互相制約，同時又能夠統(tǒng)一接受主控制器的操縱，使生產(chǎn)操作靈活性更高。這種控制體系下，只要其中的一個微小環(huán)節(jié)發(fā)生故障問題，就會導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。發(fā)生故障時，需要停止整個生產(chǎn)線，進(jìn)行故障的全面排查并完成科學(xué)的系統(tǒng)性維修工作，這對于企業(yè)的生產(chǎn)會造成相應(yīng)的影響。

3.3 數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

PLC技術(shù)本身就是一種數(shù)據(jù)編程，因而數(shù)據(jù)控制是PLC控制應(yīng)用的基礎(chǔ)[6]。PLC編程器可以根據(jù)程序?qū)λ占降臄?shù)據(jù)做出合理的分析和處理，然后再將整合后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為指令輸出，從而實現(xiàn)自動控制。在大數(shù)據(jù)時代背景下，PLC技術(shù)對數(shù)據(jù)的控制精確度更高，數(shù)據(jù)處理速度也更快，更符合自動化電氣控制行業(yè)的發(fā)展要求[7]。

3.4 開關(guān)量控制方式的應(yīng)用

在PLC的實際應(yīng)用中，開關(guān)量控制是最為基本的一種，同時也是應(yīng)用最廣泛的控制方式。PLC自動化控制器在實現(xiàn)邏輯控制的同時也實現(xiàn)了順序控制，目前已經(jīng)開始逐漸取代了傳統(tǒng)的繼電器電路，成為電氣設(shè)備主要的控制方式[8]。由于該技術(shù)比較適合對單臺設(shè)備進(jìn)行獨(dú)立控制，能夠有效節(jié)省對設(shè)備事故進(jìn)行排查的時間，提高生產(chǎn)效率，因此可以廣泛應(yīng)用于大型企業(yè)的自動化流水線產(chǎn)生中。

3.5 運(yùn)動控制中的應(yīng)用

PLC能夠有效控制有規(guī)律的直線運(yùn)動和圓周運(yùn)動，通過全面的通信設(shè)備、完整的人機(jī)界面，滿足多種電氣設(shè)備自動化控制的需求?；诖?，目前該技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電梯、機(jī)床、風(fēng)機(jī)、機(jī)器人等領(lǐng)域，也取得了顯著的成效。在未來，這種技術(shù)仍然會被應(yīng)用到更多的電氣設(shè)備中，與其他工業(yè)技術(shù)共同控制計算機(jī)組網(wǎng)，構(gòu)成大型的電氣設(shè)備控制集成系統(tǒng)。

4 PLC技術(shù)應(yīng)用中存在的問題

4.1 信號中斷的問題

由于PLC技術(shù)是一種基于信息數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上實現(xiàn)控制的方法，在工作過程中可能會因為線路故障而產(chǎn)生信息傳遞不及時或者傳遞不到位的情況。當(dāng)系統(tǒng)信號中斷時，控制器就會因為無法及時獲得已知數(shù)據(jù)而無法提供正確的指令，導(dǎo)致控制不力。

4.2 受環(huán)境干擾的問題

雖然自動化控制器已經(jīng)使用了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，但是在一些比較復(fù)雜的環(huán)境中（如電氣設(shè)備較多時）仍然會受到其他設(shè)備的干擾，使接收的數(shù)據(jù)信息產(chǎn)生錯誤，從而造成輸出指令失誤，無法有效發(fā)揮控制作用。

4.3 機(jī)械設(shè)備故障的問題

在實際的操作過程中，經(jīng)常還會出現(xiàn)工程中接電斷聯(lián)的現(xiàn)象，導(dǎo)致電氣自動化系統(tǒng)無法完整連接，從而陷入癱瘓狀態(tài)。實際中導(dǎo)致這種情況產(chǎn)生的因素有很多種，主要是由于線路的接口不穩(wěn)，使其中一些設(shè)備發(fā)生故障，導(dǎo)致信號線短路或者斷聯(lián)。其次，某些企業(yè)為了節(jié)省設(shè)備造價，設(shè)備更新?lián)Q代不夠及時，購置的先進(jìn)設(shè)備存在質(zhì)量問題，導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生結(jié)構(gòu)失靈、漏油漏氣、絕緣故障等問題，更加無法保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行

5 PLC應(yīng)用問題的解決策略

5.1 改進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸方式

要解決數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}，首先必須要提高數(shù)據(jù)的傳輸效率。操作人員應(yīng)積極嘗試對數(shù)據(jù)的傳輸方式進(jìn)行改進(jìn)，通過不斷的嘗試來發(fā)現(xiàn)更高效的傳輸方式，從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ餍省４送?，PLC對數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性需要依靠正確的指令才能完成，這就要求工作人員在工作中認(rèn)真負(fù)責(zé)，確保數(shù)據(jù)真實準(zhǔn)確。

5.2 做好設(shè)備維護(hù)工作

自動控制系統(tǒng)本身具備故障自保的能力，因此需要加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，以確保設(shè)備在出現(xiàn)問題時能夠?qū)崿F(xiàn)自動報警，同時操作人員也需要隨時關(guān)注系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以便于及時發(fā)現(xiàn)問題，并在第一時間對其處理，從而保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。其次，要確保系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定，保證設(shè)備完好的首要前提是要選擇優(yōu)質(zhì)的設(shè)備配件，以確保零部件安全耐用，有一些企業(yè)為了降低投資成本，往往低價購置設(shè)備及其配件，表面上看是節(jié)省了支出，但是設(shè)備在運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障，嚴(yán)重的就會造成整個系統(tǒng)癱瘓。不僅影響正常生產(chǎn)，也會因為維修設(shè)備和更換零部件而產(chǎn)生額外的費(fèi)用，造成經(jīng)濟(jì)損失。此外，加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)也是一項重要的工作內(nèi)容，企業(yè)應(yīng)安排專業(yè)的維修人員對設(shè)備及線路進(jìn)行每日的例行巡檢，尤其重點要檢查送號線的破損還有設(shè)備線接口等情況。

5.3 完善預(yù)警系統(tǒng)

自動預(yù)警功能是PLC系統(tǒng)中一項重要的組成部分，能夠幫助操作人員及時發(fā)現(xiàn)并排查系統(tǒng)故障，從而保證控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。目前對于預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計正在逐步朝向人性化和智能化的方向發(fā)展，能夠更好地體現(xiàn)出預(yù)警的優(yōu)勢。智能化的預(yù)警系統(tǒng)在建設(shè)時會直接配備相應(yīng)的文字記錄和相關(guān)技術(shù)顯示系統(tǒng)，這樣在設(shè)備發(fā)生故障的時候，系統(tǒng)就能自動識別故障屬性并自動進(jìn)行分析，然后根據(jù)相關(guān)記錄給出解決建議，并同時做好此次事故的文字記錄，以備日后發(fā)生類似故障的時候參考。在人性化設(shè)計中，會在控制柜的面板上面安置故障指示燈，一旦預(yù)警系統(tǒng)感受到威脅，該指示燈就會閃爍示警，工作人員收到警報便可立即采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，及時解決問題，減少事故損失。

5.4 提升操作人員的技術(shù)水平

我國目前的電氣自動化控制普遍采取人工操作的辦法來進(jìn)行具體的操縱工作，所以，操作技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)水平就直接決定了控制系統(tǒng)的質(zhì)量和控制效率。而目前大多數(shù)企業(yè)中的機(jī)電操作人員平均學(xué)歷都比較低、專業(yè)能力也不夠充足，通常只能夠根據(jù)預(yù)定程序完成輸入操作，并不具備高超的專業(yè)知識和技術(shù)能力?；诖耍髽I(yè)應(yīng)該加強(qiáng)對電氣自動化操作人員的專業(yè)培訓(xùn)工作，首先應(yīng)增強(qiáng)工作隊伍的整體文化素質(zhì)，提高普通操作工的操作能力、制圖及編程能力，同時還要注重培養(yǎng)操作人員的團(tuán)隊合作意識，以提高機(jī)電操控隊伍的綜合素質(zhì)。其次應(yīng)組織操作人員學(xué)習(xí)本行業(yè)先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備的應(yīng)用方法，以便于在工作中及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備及技術(shù)隱患，從而提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

6 結(jié)語

PLC自動化控制系統(tǒng)因其操作簡單、安裝方便、實用范圍廣等特點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到電氣控制行業(yè)中。雖然該項技術(shù)在目前使用過程中依然存在一些問題，但是，隨著數(shù)字化科技的不斷進(jìn)步以及人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，未來電氣自動化控制系統(tǒng)必然會朝著人性化和智能化的方向不斷完善。為此，還需要自動化科技的研究工作者共同不懈的努力，從而推動我國生產(chǎn)自動化的發(fā)展。