甘能

摘 要 近些年，隨著科技的不斷發(fā)展，PLC控制技術(shù)的科技水平越來越高。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制領(lǐng)域早已發(fā)生了翻天覆地的變化。PLC控制技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，已經(jīng)滲透到了我們生活的方方面面。PLC控制技術(shù)由于自身的優(yōu)良特性，技術(shù)性強(qiáng)、應(yīng)用面廣、科技水平高等特點(diǎn)，使得它在工業(yè)中的應(yīng)用變得越來越廣。為了進(jìn)一步了解PLC控制技術(shù)在工業(yè)中的具體應(yīng)用，因此本篇文章主要分析了PLC控制技術(shù)，通過進(jìn)一步分析，從而探討了PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】PLC控制技術(shù) 工業(yè)自動(dòng)化 應(yīng)用

PLC是可編程邏輯控制器的簡(jiǎn)稱。從它剛開始發(fā)展到今天，雖然經(jīng)歷的時(shí)間并不長(zhǎng)，但是PLC控制技術(shù)本身的性能卻得到了很大的的提升。各方面的功能也都在不斷完善。在早期，PLC主要應(yīng)用于替代繼電器控制系統(tǒng)，作為機(jī)械電氣控制的核心部分進(jìn)行工作，雖然此時(shí)的應(yīng)用范圍不是很廣，但正是由于它自身的優(yōu)良特性，逐漸引起了工程技術(shù)界的廣泛重視，在一定程度上推動(dòng)了PLC控制技術(shù)的發(fā)展。在后續(xù)的發(fā)展過程中，PLC控制技術(shù)的各方面性能也都在不斷完善。進(jìn)而它的應(yīng)用范圍就逐漸變廣。在工業(yè)生產(chǎn)中的各個(gè)部門，需要提升工業(yè)自動(dòng)化水平時(shí)，離不開PLC控制技術(shù)的應(yīng)用?，F(xiàn)如今，PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的重要性日益突出，只有清楚地了解了PLC控制技術(shù)的原理，了解了它的應(yīng)用性能，才能更好地將PLC控制技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化中。

1 PLC控制技術(shù)的概述

PLC控制技術(shù)是一門發(fā)展不久的新技術(shù)，起初是在二十世紀(jì)七十年代的時(shí)候，人們開始研究出了可編程邏輯控制器（PLC）。PLC控制技術(shù)巧妙地將自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)這三者有效地合為一體，綜合成為一門技術(shù)，就是現(xiàn)在人們熟悉的PLC控制技術(shù)?？偟膩碚f，PLC控制技術(shù)應(yīng)用范圍最廣的還是工業(yè)領(lǐng)域。畢竟工業(yè)領(lǐng)域中對(duì)這種技術(shù)的需求程度很高。PLC控制技術(shù)的應(yīng)用。不僅可以為各種自動(dòng)化設(shè)備提供非常可靠的控制應(yīng)用，而且在進(jìn)行控制的時(shí)候能夠提出比較可靠和完善的解決方法，很好地契合了工業(yè)企業(yè)的發(fā)展需求，因而PLC控制技術(shù)在工業(yè)中的市場(chǎng)份額比較大。面對(duì)控制的對(duì)象，控制對(duì)象的復(fù)雜度很高，加上使用環(huán)境的特殊性和長(zhǎng)期工作的連續(xù)性，這些都對(duì)PLC控制技術(shù)提出了更高的要求。PLC控制技術(shù)自身的優(yōu)良特性還是比較突出：可靠性高、適應(yīng)范圍廣、具有良好的通信功能、結(jié)構(gòu)模塊化等特征。相關(guān)的研究人員在面對(duì)現(xiàn)狀的情況下，還應(yīng)加大對(duì)控制技術(shù)的研發(fā)力度，不斷提升它的各方面性能。

2 PLC控制技術(shù)的工作原理

PLC控制技術(shù)的應(yīng)用，并不只是經(jīng)過一個(gè)階段就能完成的。它需要多個(gè)階段互相配合，共同努力，才能夠使得該技術(shù)的應(yīng)用效果更加突出。在實(shí)際應(yīng)用中，PLC主要經(jīng)過三個(gè)階段：輸入采樣階段、程序的執(zhí)行階段、執(zhí)行后的輸出階段。這三個(gè)階段順利完成之后，我們才可以說完成了一個(gè)完整的掃描周期。

2.1 輸入采樣階段

輸入采樣階段是PLC控制技術(shù)應(yīng)用的第一個(gè)主要階段。PLC采用掃描方式按照順序讀入所有輸入狀態(tài)及相應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)，與此同時(shí)將這些讀入的狀態(tài)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到PLC中的映像區(qū)的控制單元。當(dāng)PLC完成輸入采樣階段之后，直接進(jìn)入到用戶程序的執(zhí)行階段，在此階段會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的刷新，確保輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在后續(xù)的兩個(gè)階段，映像區(qū)中的狀態(tài)和數(shù)據(jù)并不會(huì)發(fā)生改變，二者之間的運(yùn)行存在一定的時(shí)間差距。這種時(shí)間差距必須要進(jìn)行控制之后才能保證不變，也就是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行控制。此時(shí)要看輸入信號(hào)的類型，如果輸入的是脈沖信號(hào)，則脈沖信號(hào)的寬度至少為PLC一個(gè)掃描周期，只有進(jìn)行這樣的控制，才能確保所編寫的程序在輸入之后可以被有效地讀入，否則就做了無用功，產(chǎn)生的后果更加嚴(yán)重。

2.2 用戶程序執(zhí)行階段

在此階段中，可編程控制器會(huì)自動(dòng)地對(duì)用戶程序進(jìn)行完整的掃描，掃描的目的是確保所有的輸入程序都已經(jīng)被讀入。對(duì)用戶程序進(jìn)行掃描的過程中，可編程控制器會(huì)按照固定的順序和路線進(jìn)行程序的運(yùn)算。掃描的線路是由用戶程序的各個(gè)觸電構(gòu)成，正常的掃描順序也是按照先左后右的順序進(jìn)行，然后根據(jù)相應(yīng)的邏輯運(yùn)算最終得出正確的運(yùn)算結(jié)果。在此階得出的運(yùn)算結(jié)果，需要與輸入采樣階段映像區(qū)中存儲(chǔ)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)，只有二者相符之后，才可以確定輸出映像區(qū)是否執(zhí)行了相應(yīng)的命令。

2.3 輸出刷新階段

輸出刷新階段是在前兩個(gè)階段完成之后才進(jìn)行的。對(duì)于前兩個(gè)階段映像區(qū)中存儲(chǔ)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，在此階段需要對(duì)這些存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)進(jìn)行刷新。被通過輸出的控制電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外圍設(shè)備，控制具體執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體運(yùn)作，這些步驟完成之后，我們才可以說，PLC控制技術(shù)的整個(gè)運(yùn)作過程結(jié)束了。

3 PLC控制技術(shù)的抗干擾研究

3.1 設(shè)備的選型研究

選擇設(shè)備的時(shí)候，對(duì)各方面要求都比較高。首要考慮的因素就是設(shè)備的抗干擾能力。與此同時(shí)，將設(shè)備的電容性和外部干擾能力考慮在內(nèi)。在購(gòu)買相應(yīng)的設(shè)備時(shí)，首先選擇那些抗干擾能力強(qiáng)的設(shè)備，抗干擾能力強(qiáng)度的判斷，首先依據(jù)廠商規(guī)定的抗干擾系數(shù)來判定。一般而言，抗干擾系數(shù)越大，抗干擾能力越強(qiáng)，在其他因素相同的情況下，盡可能選擇抗干擾系數(shù)大的設(shè)備。尤其是在購(gòu)買進(jìn)口的設(shè)備需要格外注意，我國(guó)所運(yùn)用的內(nèi)阻電網(wǎng)與其他國(guó)家的內(nèi)阻電網(wǎng)不一樣，其他國(guó)家使用的是一百一十伏特，而我國(guó)是二百二十伏特，這樣的一個(gè)差別，產(chǎn)生的影響卻很大?？偟膩碚f，我國(guó)的電阻比較大，同樣的電位的變化也很大，自然而然對(duì)抗電磁干擾能力比其他國(guó)家的要求也要高，通過這里我們可以推理得出，在其他國(guó)家可以使用的PLC產(chǎn)品，在我們國(guó)家并不一樣可以適用。

3.2 綜合干擾性研究

為了進(jìn)一步研究PLC控制技術(shù)的抗干擾性能，進(jìn)行綜合干擾研究對(duì)于保障研究水平具有關(guān)鍵性的意義。在進(jìn)行綜合干擾性研究之后，我們可以得出一些有關(guān)的結(jié)論。首先，對(duì)外線和PLC系統(tǒng)進(jìn)行屏蔽空間輻射干擾，接著是對(duì)外引線進(jìn)行過濾和隔離。其次，不斷完善接地系統(tǒng)，合理地設(shè)置相應(yīng)的接地點(diǎn)，使其能夠正常工作。最后，運(yùn)用科學(xué)的手段來提高系統(tǒng)的可靠性和安全性，進(jìn)一步提升PLC控制技術(shù)的水平。

3.3 抗干擾措施的研究

采取一些抗干擾的措施，才能更好地進(jìn)行抗干擾的研究。在進(jìn)行抗干擾研究的時(shí)候，必須排除電網(wǎng)的影響，這就需要在進(jìn)行抗干擾研究的時(shí)候使用一些性能較好的電源來防止電網(wǎng)的干擾。接著在信號(hào)傳輸?shù)倪^程中，盡可能選擇那些不同的電源線進(jìn)行傳播，根據(jù)信號(hào)的不同選擇適當(dāng)?shù)姆笤O(shè)，這樣做的目的是減小電磁波產(chǎn)生干擾。最后，根據(jù)之前的操作選擇合理的接地點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)的過程中不斷完善接地系統(tǒng)。如果有信號(hào)接地的時(shí)候，屏蔽層應(yīng)該采取側(cè)接的方式。當(dāng)信號(hào)源沒有接地的時(shí)候，此時(shí)需要與PLC側(cè)接。兩個(gè)不同的信號(hào)線連接在一起有接頭的時(shí)候，要將屏蔽層牢牢地連接在一起，并且是以一種絕緣的方式綁在一起，而不是多點(diǎn)接觸。只有這樣操作，才能保障抗干擾措施做得到位。

4 PLC在工業(yè)控制中應(yīng)該注意的問題

PLC控制技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化中，它發(fā)揮的作用自然是無可替代，但前提是要按照正確的規(guī)范進(jìn)行操作，嚴(yán)格參照相應(yīng)的準(zhǔn)則，對(duì)于應(yīng)用過程中應(yīng)該注意的問題了解清楚，在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候才能更好地控制。

4.1 溫度問題

溫度是影響PLC性能的一大重要因素。通過相關(guān)的研究我們可以知道，PLC在正常使用的時(shí)候溫度范圍是零度到五十五攝氏度。這是它正常工作的溫度范圍。根據(jù)這個(gè)我們也可以知道，這對(duì)我們安裝提出了更高的要求，要合理控制溫度的范圍，既不能安裝在溫度較高的地方，如果安裝環(huán)境溫度較高，在其周邊一定要安裝相應(yīng)的散熱裝置；也不能安裝在溫度較低的地方，如果安裝的環(huán)境溫度較低，則此時(shí)一定要做好保暖措施。只有保證PLC是在允許的溫度范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，才有可能保障其是在正常的工作，否則只會(huì)造成更大的損失。

4.2 濕度問題

濕度問題是僅次于溫度之后的第二大需要注意的問題。PLC在正常工作的時(shí)候，很容易受到空氣濕度的影響，在工業(yè)生產(chǎn)中，由于個(gè)別工業(yè)的特殊性，空氣中的相對(duì)濕度特別高，而且在此種情況下減小空氣濕度的措施又很難實(shí)行。在此種環(huán)境下要保障PLC的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，難度很大。對(duì)PLC的相關(guān)研究表明，空氣中的相對(duì)濕度在百分之八十五以內(nèi)是滿足情況下的基本要求，在保證濕度的前提下，還要確定此時(shí)的空氣沒有凝露的現(xiàn)象出現(xiàn)，從多方面來控制，為的是保持PLC 的絕緣性能。

4.3 振動(dòng)問題

PLC在工作的時(shí)候遇到振動(dòng)現(xiàn)象，則此時(shí)的PLC性能會(huì)受到很大程度的損傷。在應(yīng)用PLC 的時(shí)候，盡可能將其遠(yuǎn)離振動(dòng)源，盡可能避免將其與振動(dòng)源接觸，尤其是那些振動(dòng)頻率較大的振動(dòng)源產(chǎn)生的危害更加嚴(yán)重。如果實(shí)在是無法遠(yuǎn)離振動(dòng)源，此種情況下只能采取一些具體的措施來減小振動(dòng)產(chǎn)生的危害，比如對(duì)頻率源進(jìn)行減振或者是在頻率傳播的過程進(jìn)行處理，同時(shí)也可以使用一種減震膠，減震膠的作用就是減小振動(dòng)產(chǎn)生的影響。

4.4 電源問題

PLC正式運(yùn)用到工業(yè)自動(dòng)化中，必然離不開支持它工作的電源。通過對(duì)PLC進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，它只適用于五十赫茲和二百二十伏的交流電，由于PLC本身就具有電源線的抗干擾能力，對(duì)于那些本身要求比較高的場(chǎng)所，我們可以安裝相應(yīng)的屏蔽層，屏蔽層可以很好地避免對(duì)電源線的干擾。如果輸入端、輸出端的電壓不同，在此種情況下最好選擇直流穩(wěn)壓電源。

5 PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用

PLC控制技術(shù)以其自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)自動(dòng)化中得到了廣泛的應(yīng)用，鑒于它目前的發(fā)展現(xiàn)狀，相信在今后的發(fā)展中PLC控制技術(shù)仍然有著一個(gè)良好的發(fā)展前景。

5.1 對(duì)開關(guān)數(shù)量的邏輯控制

在工業(yè)自動(dòng)化的時(shí)期，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)數(shù)量的邏輯控制至關(guān)重要。運(yùn)用PLC控制技術(shù)時(shí)，可以有效地實(shí)現(xiàn)順序控制和邏輯控制?？梢詫?shí)現(xiàn)一對(duì)一的控制，對(duì)于那些要求比較高的一對(duì)多控制也可以實(shí)現(xiàn)，不論是一對(duì)一控制還是一對(duì)多控制，都可以實(shí)現(xiàn)一種自動(dòng)化控制。這種自動(dòng)化控制正是工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展時(shí)期所需要的。比如現(xiàn)在工業(yè)中應(yīng)用比較多的組合機(jī)床、注塑機(jī)、定數(shù)的玻璃等，都應(yīng)用了PLC控制技術(shù)，也正是PLC控制技術(shù)的應(yīng)用，才使得這些機(jī)器的功能越來越強(qiáng)大，從而更好地滿足要求。

5.2 對(duì)工業(yè)過程的控制

現(xiàn)如今工業(yè)化市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也是日益激烈，運(yùn)用PLC控制技術(shù)來提升工業(yè)的自動(dòng)化水平也是很多企業(yè)爭(zhēng)相采取的措施。對(duì)PLC控制技術(shù)的研究過程中，不僅讓其可以適應(yīng)離散過程的控制，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)連續(xù)過程的控制。PLC在工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣，此時(shí)該技術(shù)的功能也是越來越強(qiáng)大。

5.3 對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制的研究

在研究PLC控制技術(shù)的時(shí)候，對(duì)于它的性能的研究仍在繼續(xù)。在工業(yè)自動(dòng)化的控制中，也可以將其應(yīng)用于控制直線運(yùn)動(dòng)或者圓周運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)的控制中得到了較廣泛和長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用，這種運(yùn)用趨勢(shì)也是呈逐漸上升的。除了在工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用，PLC控制技術(shù)對(duì)于電梯、機(jī)器人、各類運(yùn)動(dòng)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)都可以進(jìn)行很好地控制，這些也都是PLC控制技術(shù)的今后的發(fā)展方向。

5.4 對(duì)于數(shù)據(jù)處理的控制

由于 PLC 控制技術(shù)在數(shù)據(jù)傳送、數(shù)學(xué)運(yùn)算（函數(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)排序、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、位操作、查表等方面的優(yōu)勢(shì)比較突出，在現(xiàn)有的實(shí)際情況下，可在較短的時(shí)間內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)處理等多個(gè)方面的不同任務(wù)。將處理得到的數(shù)據(jù)與之前存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值進(jìn)行比較，比較二者數(shù)據(jù)的差別，接著完成控制操作，也可以傳送到別的智能裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。數(shù)據(jù)處理一般用在無人控制的柔性制造系統(tǒng)大型控制系統(tǒng)中，同時(shí)，也被廣泛地應(yīng)用于如冶金、造紙、食品工業(yè)一些大型控制系統(tǒng)中。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著科技水平的不斷發(fā)展，我國(guó)的PLC控制技術(shù)的發(fā)展速度也將隨之加快。在實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的領(lǐng)域中，采用PLC控制技術(shù)是適應(yīng)社會(huì)的必然需求，同時(shí)也是保障自動(dòng)化水平的基本前提。面對(duì)現(xiàn)如今的發(fā)展形勢(shì)，相關(guān)的研究人員還應(yīng)不斷加大其研究力度，不斷完善PLC控制技術(shù)水平，從而使得其更好地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化的領(lǐng)域中。

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作者單位

廣州市水務(wù)規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 廣東省廣州市 510640