PLC控制技术在工业自动化中的应用分析论文_纪伟

PLC控制技术在工业自动化中的应用分析论文_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。

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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。

参考文献:

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[5]李健.PLC控制技术在工业自动化中的应用研究[J].科技风,2016(09):138.

[6]张育.基于PLC控制技术在工业自动化中的应用研究[J].科技与企业,2016(08):107-108.

论文作者:纪伟

论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期

论文发表时间:2018/6/27

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