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摘要:PLC控制技术主要是通过现场可编程控制器实现对机械设备的控制,实现自动化生产。该技术对操作者的要求不高,仅仅需要操作者会简单的电脑操作和编程,就能够充分发挥PLC控制技术工业生产中的作用。这种技术代替了传统的手工操作和继电器电路控制技术,不仅能够解放生产力,提高生产效率,还能够实现工业的自动化生产,推动工业的持续发展。
关键词:PLC控制技术;工业自动化;应用
引言:就PLC本身而言,其作为一种数字运算电子系统是专为工业环境应用而设计的,其实现了单机和车间以及工厂的工业自动化控制,而其表现出来的具有抗干扰能力强、维修方便等特点也开始使得其受到工业自动化控制领域的重视,不仅如此,PLC在控制现场的实时监控的极高可靠性以及其编程的简单和灵活也使得其在工业自动化领域的控制中也开始得到广泛的应用。
1、PLC技术的工作原理
PLC的工作原理主要是针对不同阶段的分析,而且当处在不同的阶段时,其工作原理还是有一定差异的。当处于输入采样阶段时,PLC主要是通过扫描的方式来说收集数据,之后将所获取的数据转存入所对应的单元中。即使后期输入的数据状态发生了变化,处理单元中所存的数据也是不受影响的。然而,在数据读取的时候要求选择信号形式,目的是保证即使输入数据无论处于何种状态都可以进行读取。当处于程序执行阶段,PLC的执行顺序一般是自上而下,扫描的过程中同时可以按照一定的规则进行运算。如果扫描的时候顺序有一定的变化,对运算结果也影响不大。当系统进行输出时,PLC可以执行用户程序后自动进行刷新,而此刷新过程还可以将之前所保存的数据进行锁存。经过这样处理就可以更好地驱动其他设备装置,这也是PLC在使用的过程中最终的目的。
2、PLC控制技术在工业自动化中的应用
2.1开关量逻辑控制
PLC控制技术最基本且最为广泛的应用就是对开关量的逻辑控制,主要是控制顺序及数字量等这两方面内容,其借助编程实现自身具备的强大逻辑运算功能,进而以逻辑运算方式来计算工业生产中的各种工程运行状态。如基于ADN等控制指令应用,利用控制继电器串并联等各连接方式开关。将PLC控制技术应用在工业自动化中,能够保障一对一、一对多的控制模式得到良好的运用,同时还能够保障同步控制十个以上的节点,在此基础上对工业开关进行设计,能够将开关量的控制作用进行直接的反映。另外,为确保工业生产变化需求得以充分满足,在接入模块以及输入输出模块的检测信号及输出信号中,PLC控制程序能够将中间变量直接建立起来,在此基础上,将硬件输入输出测点向数据块中的“位”进行转换,确保输入输出测点和数据块中“位”的一一对应关系得以良好实现,促使PLC系统可读性及维修便捷性等得以逐渐提高。电气工程系统中基于开关量逻辑控制功能的良好实现,能够有效控制所有电气设备。
2.2运动控制
运动控制主要指对控制对象的位置、速度所做的控制,有时是单坐标,控制对象做直线运动,有时是多坐标,控制对象做平面、立体、角度变化等运动,甚至还可控制多个对象,这些对象间的运动可能还要有一定的协调。工业生产尤其是制造业、仓储物流业等涉及大量物料、产品半成品的搬运、产品包装、分拣等操作,这就涉及到运动控制,以机械手分拣产品为例,被分拣出的产品需要通过机械手进行位置的转移,如从流水线上转移到指定的位置,只要有位置的变化就会产生运动,该运动对机械手的控制,可以通过编写对应的PLC程序来完成,只需要将机械手相关的位置、速度、控制逻辑以程序的方式输入到PLC中,机械手就可以自动完成规定的动作,如果需要对机械手的动作进行改进,对PLC程序进行重新编译即可,对于机械手的抓取控制还会运用到开关量的控制功能。运动控制功能适用于各种机械、机床、机器人、电梯等会产生物理运动的使用场所。
2.3数据处理控制
现有的PLC控制技术可以实现数据传输,计算,排序等操作。系统中央处理器功能越发强大,PLC控制下的数据处理技术也就越发完善。一些需要复杂计算的行业对PLC控制有很高的要求,包括工业调查和定期分析。实际上,PLC控制的数据处理主要基于数据存储,比较和分析。例如,在进行测量活动时,使用该设备收集200个参数,并由人员记录和计算人员的时间和人力,存在计算错误的可能性,而在PLC控制技术的支持下,每个数据的收集,存储和分析都是同时进行的。所有数据收集完成后,还可以同时获得最高值,最低值和平均值。
2.4系统集中控制
PLC控制技术中会设置一个中央处理器,集中管理整个数字化运算电子系统,通过对系统自身的集中化控制,以达到对整个工业自动化生产的控制,进而完成生产目标。PLC控制系统的集中控制都是在中央处理器中通过逻辑编程完成的,一旦逻辑出现错误,PLC控制系统能够即时地发现问题,并进行相应的应急处理,尽可能减少损失。PLC控制系统会在生产进行时对生产线的数据进行实时监控,从设备上电开始,周期性扫描实时监测生产设备状态和生产过程的每一个测控点。PLC控制系统通过对生产设备的信息采集汇总,然后传入系统的中央处理器,中央处理器根据编程逻辑对信息进行相应的处理,然后将处理结果传出,送达到对应的生产设备,生产设备执行指令,从而完成生产目标。
3、PLC控制技术应用于工业自动化中的注意事项
3.1温度方面
PLC控制技术在工业自动化的应用中,我们需要注意PLC的工作环境,在温度方面,我们需要将环境温度有效控制在0-50℃之间。同时,在自动化系统设计过程中,还要注意元件位置的安排。第一,PLC的安装位置应远离发热量较大的设备;第二,PLC周围必须禁止热值较大的元件安装,保证结构或位置通风散热良好。第三,PLC不能安装在温度较低的工作环境中。如不可避免,应采取相应的保温措施。
3.2湿度方面
为了保证PLC元件的稳定性,应充分控制PLC元件工作环境的湿度。PLC元件的绝缘性与环境水汽含量有直接关系。PLC模块工作环境湿度应控制在85%以下。在保证湿度的同时,还要注意整体环境的清洁度,并控制粉尘指标含量。只有两者都满足相关要求,才能更好地保持PLC的绝缘性能,有效避免粉尘或气体爆炸等不良现象。
3.3电源干扰方面
PLC工作时,电源干扰会对其自动化生产水平产生重大影响。因此,在特定的PLC工作环境下,应尽量避免电源干扰。这就要求在PLC所在的工作环境中,应设置隔离变压器,以有效降低设备对地的信号干扰。
结束语:
综上所述,科学技术的快速发展,推动了PLC技术的发展进步。在电气自动化中应用PLC技术,能有效弥补电气自动化的不足,完善电气自动化,促使产品种类的多元化发展。PLC技术实现了人机互动,大大提高了电气自动化的控制水平,有效融合通信技术与信息技术,推动工业生产的快速发展。因此,需重视PLC技术的发展与改进,以将PLC技术的作用与价值发挥到最大化,推动我国国民经济的快速发展。
参考文献:
[1]付勇.基于PLC控制技术在工业自动化中的应用研究[J].电子世界,2020.
[2]刘耀武.PLC控制技术在工业自动化中的应用分析[J].化工管理,2020.
[3]丁蕴函.试析PLC控制技术在工业自动化中的应用[J].电子测试,2020.