PLC在工业自动化控制方面的应用

1、PLC在工业自动化控制方面的应用摘要：随着现代社会计算机技术的进步和发展，各大 工业领域的机械化生产过程对技术的要求也越来越高，电子 系统的运用极大推进了 PLC的发展，使PLC成为了现代工业 自动化控制领域的重要运用系统之一。本文主要对PLC在工业自动化控制中的应用进行了简要分析。关键词：PLC;工业自动化；控制应用引言当前的PLC是 作为一种控制的标准设备而应用于当前 我国的工业自动化控制领域，而随着时代的发展以及科技进 步，PLC的各项技术也会越来越全面和越来越成熟，而且其 应用功能也只会不断完善的而使得其在工业自动化控制系 统中起着越来越重要的作用和在工业自动化控制里的应用 也是越来越

2、广泛。但是，当前我国的 PLC控制装置在我国的 工业生产领域的应用中还是存在问题的，因此，PLC在工业自动化的控制中要加强注意以及进一步提高其技术水平和 使其适应多样工业生产环境而提高 PLC在工业自动化控制领 域的的应用水平，进而成为我国的现代工业自动化控制的技 术支柱，而推动我国工业可持续发展。一、PLC的特点1、可靠性高，抗干扰能力强自动化系统中所使用的各种类型PLC有的是集中安装在控制室，有的是分散安装在生产现场的各单机设备上，虽 然它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环 境中，但PLC是专门为工业生产环境而设计的控制装置，在 设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施

3、，故 具有较强的适应恶劣工业环境的能力，运行稳定，可靠性较 高，因此，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业 环境使用。2、通用性强，控制程序可变，使用方便PLC品种齐全的各种硬件装置，可以组成能满足各种要 求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户 在硬件确定以后，在生产工艺流程改变或生产设备更新的情 况下，不必改变 PLC的硬设备，只需改编程序就可以满足要 求。因此，PLC除应用于单机控制外，在工厂自动化中也被 大量采用。3、功能强，适应面广现代PLC不仅有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功 能，还具有数字和模拟量的输入输出、功率驱动、通信、人 机对话、自检、记录显示等功能。

4、既可控制一台生产机械、 一条生产线，又可控制一个生产过程。4、易便易学，应用普遍PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备，接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受，梯形 图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只 用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器 电路的功能。5、维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维 护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序很 容易实现改变生产过程。6、体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，品种底部尺寸小于100mm，重量小 于150g

5、，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，可 实现机电一体化。二、PLC应用中存在的问题PLC的正常运行是工业自动化生产流程的保障。 尽管PLC 的使用非常简便，但对于工业生产的很多特种环境来讲，是 会对PLC的工作产生一定影响的，从而妨碍工业生产的正常 运行。(1) 温度PLC有自身的工作温度限制，温度上限为55C, 下限不低于0C,因此在PLC的安装过程中要充分考虑到散 热性要求，并尽可能原理发热量大的电器元件，防止阳光直射。如果周围工作环境温度大于 55C时，还要考虑安装通风 或制冷装置，来降低工作温度，从而保证 PLC工作的温度要 求。（2）湿度元器件的绝缘性能与环境中的水汽含量有关

6、， 湿度控制是PLC元件稳定性的保证，要始终将湿度范围控制 在 85%以下。（3）.震动PLC对防震也有一定的要求，尽可能的远离 强烈的震动装置，防止振动频率为1055Hz的频繁或连续振动，必要时可以采取减震措施来减轻震动带来的危害。三、PLC在工业自动化控制中的具体应用1、用PLC控制开关量对于小系统而言，传统的继电器或者接触器控制系统尚 可应付；系统如果较大或者相对复杂，传统的继电器或者接 触器控制系统便难以满足实际需要，这是二者本身的缺陷所 决定的，如“触点竞争”、线路庞杂以及不易修改等。PLC投入使用后，凭借着速度快、稳定性高以及维修方便等诸多优 点，不仅保证了产品的质量，还大幅降低了

7、制造成本。在机 床及自动化生产线中，PLC取代传统的继电器、接触器控制 系统已经成为一种必然的趋势。以顺序控制器的公式为基础 进行设计，然后参照执行元件节拍表，作出各个控制部分的 梯形图，整个设计流程简单明了，即便存在问题，也可利用 模拟仿真检查及时发现，因而为后续的维修工作打开了方便 之门，同时促进了规范化设计的进程。2、用PLC控制模拟量PLC能够以控制对象的具体特征为根据，灵活地展开功 能模块组合，从而实现对系统的有效控制。PLC的功能模块有如下几大类： 主机模块、 I/O 扩展模块、 模拟量控制模块、 高速计数模块、位置控制模块、通讯模块。PLC在控制语句方面极具优势，同时在模拟量控制

8、模块方面也表现出了一定 的不俗，因此，PLC可出色完成对过程的准确、有效控制， 同时还可用于对仪表的实时监控。模拟量控制模块的研究和 发展促使过程控制取得了突破性进展，PLC模拟量模块的结合，有助于过程控制系统精度的进一步提?，如使热处理的整个过程主要包括有：升温、保温以及降温。严格依据生 产工艺进行，这一点是传统仪表控制所不能做到的。3、用PLC进行位置控制 对于工厂自动控制而言，位置控制是一个非常重要的内容，主要表现在以下几个方面： （1）工业机器人的动作定位 控制；（2）机床刀具中串刀补偿控制； （ 3）主轴精确分度控 制。PLC发出一个脉冲信号给步进电机，步进电机接收到指 令后便会精确

9、位移，从而实现位置控制。4、用 PLC实现系统的集中控制PLC适用于工业自动化控制， 也适用于系统本身的控制， 如对控制系统进行全面故障检测并显示检测结果。对控制系统进行检测或者监控时，将会应用到时限故障检测和逻辑错误检测2个原则。设备处于正常工作状态时，PLC中的输入/输出信号以及中间记忆元件三者之间存在一种固定的逻辑 关系。设备如果发生异常， 那么上述逻辑关系便会难以维持， 即发生逻辑故障问题。在具体应用环节，通常将异常逻辑关 系下的相应输出当作故障信号，去完成报警或停机等一系列 控制。5、用PLC实现对电动机变频调速的控制PLC指令系统日趋成熟并表现出了强大的功能。利用PWM 可向电机发

10、出准确指令以实现对后者的有效控制。除 此之外， 加设一电压平滑电路可实现 PWM 与变频器的结合， 如此一来不仅能够控制电机的运转，还能实现对电机的调速。 电机处于正常运行状态时，其转速的快慢取决于 PWM 指令 系统中的 t 值，二者之间存在正比关系，即 t 值越大，电机 的转速越快。四、PLC工业应用注意事项及抗干扰设计1、PLC应用注意事项在工业应用PLC控制时，要对温度、湿度、振动、空气 及电源等问题随时关注，PLC的工作环境温度一般要求为0C55C,在安装时不能将 PCL放到发热量大的设备下面， 附近还应有良好的散热通风空间，基本单元与扩展单元要保 证留有 3cm 以上的间隔， 同时

11、还要避免太阳光的照射， 当环境温度超过55 C时，要采取安设风扇的措施来强迫通风。不能让振动源和PLC靠得太近，尤其是10HZ55HZ振动频率 的频繁振动，如果在生产过程中不能防止振动的产生，则要 制定相应的减振措施（如使用减震胶） 。空气湿度要保持在 85%的范围以内，保证 PLC的绝缘性。PLC通常使用50HZ或 者220V的交流电电源，PLC自身的抵制能力就能防止一般的 电源线干扰，如果存在非常严重的电源干扰或要求的环境可 靠性较高，可以通过安装隔离变压器的方式使地面与设备间 的干扰降低。要防止空气中存在腐蚀易燃气体（如硫化氢和 氯化氢等），如果工作环境的空气中存在较多粉尘或腐蚀气 体，

12、尽量将PLC安装在封闭的控制室里，并使用空气净化设 施对空气进行净化。2、PLC抗干扰设计PLC在自动化控制中受到内部干扰、系统外引线和辐射 这三种干扰，元器件间或者电路间相互电磁辐射产生了内部 干扰。系统外引线也被称为传导干扰，主要是由于信号线及 电源引入，在工业生产中这种干扰比较严重。电力网络、电 气设备、电视及雷达等电磁场引发了辐射干扰，辐射干扰的 分布较为复杂。在选择 PLC设备时，尽可能考虑设备的抗干 扰能力，保证PLC系统正常工作。在设计PLC抗干扰能力时， 要依据不同功能进行设计，电磁干扰也可能在电缆敷设中产 生，可使用不同电缆对不同信号进行传输，并根据信号种类来进行分层敷设，避免使用单独一种电缆传送信号，使电磁 干扰降低。结语PLC技术随着科技的进步不断提高，功能也在持续完善