PLC控制技术在工业自动化中的优化应用策略

夏朝阳

摘 要：在工业自动化建设持续推进的背景下，PLC控制技术作为专门用于工业环境下自动化控制的数字运算电子操作系统，近年来虽然在各种工业控制系统、控制装置中得到了广泛应用，但从实际应用效果上来看，其相关应用却仍然存在着明显不足。基于此，本文结合我国的工业自动化发展现状，对当前PLC控制技术应用存在的常见问题进行了分析，同时为PLC控制技术在工业自动化领域的优化应用提出了一些建议，希望能够对工业自动化生产控制水平的提升有所促进。

关键词：PLC控制技术;工业自动化

引言：从我国工业自动化发展现状来看，PLC控制技术的应用虽然能够有效提高各种工业机械设备的控制精度、控制效率，扩大系统控制范围，同时保证整个自动化控制系统的可靠性、编程灵活性，但在应用过程中，却比较容易受外界因素的干扰，如果在未能充分考虑到这方面问题，那么其实际应用效果就会大打折扣，而对于PLC控制技术应用问题及优化策略的研究，自然也是十分必要的。

一、PLC控制技术在工业自动化领域应用的常见问题

（一）运行环境相对恶劣

PLC（可编程控制器）虽然具有着比较良好的抗干扰性能，能够在特殊环境下保持正常运行状态，但由于工业环境十分复杂，很多PLC都会被设置于运行环境比较恶劣的区域，因此在PLC控制技术的实际应用中，其应用效果仍然可能会受到运行环境的直接影响，出现PLC意外损坏、故障频发等情况。例如在温湿度方面，PLC的运行环境通常应保证温度在0-55℃之间，空气湿度则应控制在85%之下，如果其实际运行环境达不到这一要求，且未能采取相应的防护措施，那么PLC就很可能会在运行时出现线路烧毁、进水短路等故障。而将PLC直接安装在振动源的周边，那么在振动较大的情况下，则可能会出现内部线路接触不良、成PLC与接触器触点瞬间抖动失电等故障情况[1]。

（二）现场干扰源较多

在工业环境下，无论是强电电路还是各种电气设备，都会可能会成为电流、电压剧烈变化的干扰源，而在所处运行环境干扰源较多的情况下，PLC的运行可靠性也会受到直接影响。例如在使用电网为PLC系统进行正常供电时，如果出现开关操作浪涌、大型电力设备起停等电网内部变化，那么因此产生的谐波、电网短路暂态冲击就会通过输电线路传输至PLC电源，并使PLC系统受到不同程度的电源干扰。而在与PLC控制系统连接的信号传输线受到外部感应干扰时，则可能会导致I/O信号工作异常或系统测量精度降低，严重的甚至还会使PLC系统出现死机、误动、内部元件损坏等故障。

（三）故障检修难度较大

一般来说，由于PLC本身具有着可靠性高的特点，因此无论是CPU等各类硬件，还是相关软件系统，基本都不会出现故障，但在部分特殊情况下，一旦PLC出现了故障问题，那么其检修难度也同样是非常大的。从内部结构来看，PLC系统通常会有上下错开的两排输入输出继电器接线端子构成，同时还会设有与接线端子对应的指示灯及PLC编号，在可能故障隐患较多的情况下，如果维修人员对PLC原理图不够了解，那么在PLC系统出现故障后，就只能通过全面检测来进行故障排查，这样的检修方式不仅存在着故障查找速度过慢的问题，同时还可能会忽略部分细节故障问题，影响故障判断的准确性[2]。

二、PLC控制技术在工业自动化领域应用的优化策略

（一）加强PLC运行防护

在复杂的工业环境下，要想保证PLC系统运行的稳定性、可靠性，充分发挥出PLC控制技术在工业自动化生产方面的优势，就必须要加强对PLC的运行防护，根据其运行环境的实际特点来采取各种运行防护措施，以降低特殊运行环境对PLC正常运行的影响。例如在运行环境温度较高的情况下，应尽量将PLC安装在空间宽敞、通风散热良好的区域，并为其加装散热器，如运行环境温度较低，则应在PLC外部安装保温装置或加装保温层，在温度变化较大的运行环境下，还要建立温度监测系统，一旦温度高于55℃或低于0℃，则应立即向管理人员发出警报，提醒其采取温度控制措施[3]。而在空气湿度较高的运行环境下，则需要对PLC内部或与PLC相连接的线路进行绝缘处理，并对PLC外部进行密封，以免携带水分较多的空气进入到PLC内部，使PLC出现进水短路等故障。此外，如PLC安装区域无法避开震动源，则必须要在安装PLC时为其涂抹减震胶，或是采取其他有效减震措施，这样才能够避免PLC因振动受损。

（二）落实抗干扰处理措施

工业现场的干扰源较多，对PLC所造成的干扰类型也十分多样，要想保证PLC控制技术应用的有效性，对于各种抗干扰措施的落实显然是十分必要的。例如为避免电路接地点连接时出现异常电流，应尽量采用一点接地的方式对PLC系统进行接地处理，以提高其抗共模干扰能力;而为了避免外界信号对模拟量信号的干扰，则需要将与PLC系统连接的信号线更换为双层屏蔽电缆[4]。同时，由于PLC的传输信号可分为交流信号、直流信号、模拟信号等几种，因此必须要针对不同信号的传输需求来设置单独的信号电缆，并将信号电缆与动力电缆完全分开，以免因多个信号通过同一根电缆传输而出现互相影响的情况。如电缆分开后仍有信号传输线路受到干扰，则应采用屏蔽电缆重新进行敷设，并在编程时间抗干扰滤波代码添加到程序之中。

（三）重视系统故障检修

在PLC控制技术的实际应用中，由于工业生产基本都需要长期持续展开，而PLC系统也同样需要保持长期运行状态，一旦出现故障就必须要在尽可能短的时间内完成有效检修，因此对PLC系统的故障检修工作，必须要提起足够的重视，即便PLC的可靠性较高，故障发生率普遍较低，也同样需要对PLC的运行状况、控制精准度展开全面检测，并对系统故障检修方法加以创新。例如在安装PLC之前，可根据其原理图来绘制表格，将输入输出端子编号与丢应电气符号、中文名称明确标注出来，为电气故障检修工作提供指导。而对于运用语言表编写程序的PLC，则阅读梯形图来熟悉设备工艺与操作过程，并在PLC出现电气故障后采用反推法来进行故障诊断，根据输入输出对应表及故障点来找出与之相对应的输出继电器，并对满足其动作的逻辑关系进行查询，最终据此确定具体的故障原因。

结束语：总而言之，在工业自动化领域，PLC控制技术的应用虽然存在着很多问题，如运行环境、电磁干扰、故障维修等各方面因素，都会对PLC控制系统的实际控制效果产生直接影响，但只要能够做好各种运行防护与抗干扰处理工作，同时重视对故障维修的前期准备与维修方法创新，其PLC控制技术的应用效果仍然是能够得到保证的。

参考文献：

[1]林欢.工业自动化仪表与自动化控制技术的应用研究[J].绿色环保建材，2020，（11）：169-170.

[2]李业刚.基于PLC控制的工业自动化技术研究[J].山东农业工程学院学报，2020，37（02）：39-40.

[3]袁玮.浅谈PLC控制技术在工业自动化中的应用[J].现代职业教育，2016，（08）：94.

[4]張维东.工业自动化控制中计算机控制技术的应用路径思考[J].科技与创新，2015，（16）：138.

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