试析PLC控制技术在工业自动化中的应用

发表时间:2021/8/10   来源:《中国电气工程学报》2021年第六卷3期   作者:雷立英
[导读] 自世界各国的工业化发展以来,越来越多的行业已经不需要工人继续操作,由此便由美国数字化设备公司发明出了PLC技术,翻译为可编程逻辑控制器。
        雷立英
        娄底职业技术学院
        摘要:自世界各国的工业化发展以来,越来越多的行业已经不需要工人继续操作,由此便由美国数字化设备公司发明出了PLC技术,翻译为可编程逻辑控制器。在之前的工业基础上,为了去除老旧,发展新世纪时代工业环境与工业技术,就在可用软件代替大量中间继电器和时间继电器的情况下 ,诞生了一种可编译的逻辑控制器。
        关键词: PLC;控制技术;工业自动化
        PLC,本名是可编译逻辑控制器,它的核心便是具有微处理器的一种自动化模式控制器。相较于原先的那些控制器来说, 可编程逻辑控制器控制技术的应用更为广泛,它的优势十分明显,耗电量低和发热量不大。简单来说,PLC控制技术就是对工业自动化控制的一种叙述性手段,在工业生产中应用PLC控制技术,可以对生产过程中的逻辑运算,信息控制的任务进行整合,由系统发出运行指令,然后自主控制生产过程的机械设备以及执行指令。在现代化工业生产中,一种集成的可编程逻辑控制器控制技术在生产中可以明显地提高工业的生产效率与生产精度。是一种为了适应这个时代而被编译的自动化控制技术。
        1  PLC控制技术的发展历史
        由于传统工业自动化进程十分缓慢,再加上工业产品产业链高失误率,高风险率的影响,于二十世纪七十年代,一家美国公司将继电器控制装置进行取代,然后PLC控制器便应运而生。当时的情况是由于工业设备老化,于20世纪70年代中期PLC的发展才处于第一阶段,该阶段的PLC产品功能相对单一,处理情况并不尽如人意。然后随着微处理器的诞生, PLC功能的主要控制功能得到了巨大的提升。在进行了一系列的改善之后,它的运算逻辑再一次得到加强,增加了自己的数值运算和闭环调节功能。之后便随着控制技术的发展,这种可编译自动控制器的发展也越来越好,结构与功能得到改进更新时间越来越快,应用越来越广泛。
        2  PLC控制技术的运用及逻辑
        2.1浅谈PLC控制技术的原理
        在现在社会越来越复杂的工业生产环境条件下,PLC也由部分应用到整体运用,它可以大规模控制产业链生产物品,也可以分析生产过程中的逻辑以及顺序控制,并采用相应的控制系统,对整个生产过程发出指令,从而进行生产过程的系列性操作。这种运算装置采用了一种自动化的运算编辑控制器,可以通过数字式或者是模拟式的输入输出用来控制各种设备及生产过程中的仪器。其中最重要的关键组成部分就是它的中央处理器,现代社会工业中的PLC控制器大概就相当于一台紧凑型电脑的主机。
        2.2 PLC控制技术的运行原理
         PLC控制运算器的一个运行周期可分为多个生产工序,但是其中心部分还是实现自动化,自动化的流程又包括三方面。其中包括输入采样、用户的程序执行和输出刷新三个阶段。第一步先输入采样。
        (1)在采样过程中,第一步先由用户扫描各个端点的状态,并将各种输入状态相继存到相对应的映像寄存器中。在一个运行周期中,输入采样只能进行一次。并且为了确保数据不会丢失,输入采样时给出的信号宽度必须要大于一个运算周期,这样可以使得输入端子中的运算数据的变化,可以在下一个周期被采样到,然后由输入端子输入的采样结果进入到输入映像区。接下来说第二步用户的程序执行。
        (2)在第一步采样完成之后,便开始执行程序。这一步由于条件的不同而运行的顺序不同,大概率是由于程序的跳转指令的执行运算的不同来决定优先级和先后顺序。如果运行时,遇到了输入端和输出端两种不同的状态的话,就需要读出结果从而将映像寄存器中状态进行刷新。然后将运算结果和数物采样的数据及其状态与之前相比较,再将采样结果输入到元件映像寄存器中,然后开始进行第三阶段。
        (3)输出刷新阶段。需要在采样和执行程序两个时期的工作任务完成之后,由上述两步产生的运算结果执行之后,将输出继电器状态输入到输出锁存器中,然后通过一系列的运行程序进行输出,进而驱动整个生产过程。在三个阶段过程中,无论输入多少值,只有最后一次赋值才有效且被执行。
        2.3 PLC控制器的开关量控制
        由于控制节点数量的不同,输入端点和输出端点的不确定性,它的开关量控制能从十几个到达数万个。由于可以联网,点数的多少是无限量的。虽然逻辑问题具有各种性质,但是由于PLC控制器里面的软件可以编译,硬件结构也可以改变,所以说 PLC控制技术运用时十分灵活。在不同的运算环境以及不同的运算逻辑情况下, PLC控制器也可以撰写多道运算程序,因为不同的运算环境运用不同的控制变量。


        2.4 PLC控制器的模拟量控制
        何为模拟量?模拟量就是一些不能用常量来代替的量,例如电流,温度和压力等等。模拟量的大小是连续变化且不规则的。 PLC控制器作为一种工业自动化装置,内嵌有。模拟量和数字量相互转换的 A/D、D/A单元。这两种作为一种特殊的单元,可以把无形的东西具象化,将传感器接收到的物理量与模拟信号相转化,确定两者之间的函数关系,从而实现模拟量和数字量的转换。
        3 PLC控制技术在工业自动化上的应用
        3.1 对PLC控制技术前景的瞻仰
        现阶段工业发展越来越快,一些老旧设备和老旧的技术应用方面需要被淘汰。这时候作为一款新的技术的PLC控制技术,便可以在现阶段工业阶段发展中起到重要作用。作为一款可以实现自动化的可编译逻辑控制器, PLC控制技术刚登场,就受到了不少的关注。它具有的优势有较之前仪器有灵活性,应用的范围广阔,对技术要求并不高,但是技术能力十分强。在工业自动化中具有十分大的优势。由原来工厂里面需要许多工作人员,到现在,可实现完全自动化操作,从而提高了生产效率。
        3.2 PLC控制技术对工业自动化的影响
        可编译逻辑控制器可以降低机器的损耗率,并降低失误率。可以对输出数据和输入数据安全的确保,进而保证数据的稳定。逻辑控制器的控制人员,只需要。时刻关注逻辑控制器的运行,确保没有数据异常。可编译逻辑控制器对数据异常有一定的分辨能力。若是某种数据异常的话,它可以发出滴滴的警示来提醒工作人员,以此降低失误率来提高工业生产中的效率与稳定。
        3.3 可编译逻辑控制器的功能特点
         PLC控制器对系统开发要求较低,因为它的逻辑层次简单,语句表达清晰简易,不需要太多计算机知识。也可以线上进行程序的修改,在硬件没事的情况下,仅需要通过修改软件状态就可以进行调配。根据不同用户的喜好与功能需要, PLC产品拥有大量的技术性素材。大型或小型的材料需要可随时调换。 PLC产品与传统的继电器不同的是,它会用一些软件代替。可以通过修改输入用户的程序,起到方便的适应传统工业条件的变化的特点。
        4 工业自动化中应用PLC控制技术需要注意的问题
        4.1电源适配率和电压的影响
        与传统模式意义上的电器要求不同, PLC的供电电源对电压电流的要求较高,一定要输入有效且稳定的电压。以保证可编译逻辑控制器的电压质量。电压既不能过大,也不能过小,可以在交流电压波动,在加10%或加15%范围内直接连接。否则会导致断电或者接触不良。而且PLC控制器的运行环境相较于。传统意义上的电器更加的安静,故噪音需要降至很低,而且电流极性也不能接反,否则会烧坏设备元件。
        5  PLC控制技术未来发展趋势
        现在可编译逻辑控制器在现代社会大环境下应用并不是很广泛,而它的编语言也并非很高级。但是又由于它编译起来十分简单方便,所以在工业自动化下,它的应用范围与影响也会越来越大,在未来可以通过增加一些高级编译的计算机语言,进而扩大它在传统工业模式下进行改革并产生巨大影响。
        6 结束语
        由以上分析可以得到, PLC控制技术在工业作业中用处十分巨大,它可以代替一条生产产业链上的很多中间设备,通过用户下达指令产生逻辑图进行逻辑表达。然后采用顺序控制。通过有规律的编译方法,可以节约很多时间进行系统调试,然后进行编译或者生产的运行。所以说PLC技术是产业链上的一大重要利器,在工业自动化化产业中影响巨大。       
        参考文献:
        [1] 谭长虹 .PLC 控制技术在工业自动化中的应用 [J]. 南方农
机 , 2019, 50(16) : 164-165+202.
        [2] 华俊良 .PLC 控制技术在工业自动化中的优化应用策略
[J]. 电子技术与软件工程 , 2019(04) : 114-115.
        [3] 常宇,刘瑞杰 有关PLC应用技术 [J]. 科学与财富  
, 2015,(7) :199-199,200
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