PLC技术的工业自动化控制研究

伞晓旭 夏广龙 秦磊

摘要：在技术使用初期，PLC控制技术主要用于继电器领域，会通过对原有核心系统的取代，对继电器实施有效管控。由于该项技术控制性能较为理想，所以其逐渐被工业领域所重视，开始在工业领域，尤其是自动化控制领域得到了广泛运用。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对PLC技术的工业自动化控制研究提出了一些建议，仅供参考。

关键词：PLC技术;工业;自动化控制;研究

引言

随着市场需求变化多样性发展，对工业企业的生产能力和应变市场变化的能力要求也越来越高，PLC控制技术虽然在实用性、高效性、稳定性、成本方面还有较大的提升空间，其灵活的编程特点能为企业应提供强有力的生产优势。

1、工作原理

PLC系统是应用数字技术与程序输入的方式发出执行指令，该系统主要包括六个部分，即中央处理器、电源、保存装置、输入输出接口、功能模板与通信装置。工作原理是通过输入采样、程序执行、输出刷新来完成对生产工序的操作和控制。输入采样阶段是将产品的相关技术参数以记忆扫描的方式存储在I/O映象区，然后对各种信息数据进行逻辑运算，并根据运算结果，刷新逻辑线圈在系统RAM存储区域中对应位置的状态，或者确定是否执行该梯形图所规定的特殊指令。当程序执行环节结束后，CPU按照I/O映象区内对应的状态与数据刷新输出锁存电路，再通过输出电路的动力驱动，支配外部设备完成整个生产流程。

2、应用优势

PLC取代了传统的中间继电器、时间继电器以及计数器等组件，使得接线工作大幅减少，同时PLC的用户执行程序完全可以在实验室当中模拟调试完成，如果在系统运行过程中发生故障，可以通过修改程序指令的方法，快速排除故障隐患，节省了大量的系统调试时间。

3、PLC技术的工业自动化控制具体应用

3.1 PLC运动控制应用分析

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。

3.2 PLC在开关量控制中的应用

在我国各大工业发展的过程中，开关量控制的使用与生产控制息息相关。例如，汽车工业是最有潜力的PLC行业之一，主要需对各生产线的工位进行控制，PLC的应用数量非常多，I/O开关量的控制点数通常为300个左右，以中型PLC为主。而开关量控制的一个主要方面，即继电器设备的使用。一旦继电器在工业生产中出现故障，将会致使电力设备生产工作无法有效的进行。为此，需要借助PLC可编程技术在开关量控制中的作用，确保设备的生产活动，控制生产的质量。因此，面对继电器的开关控制器的相关问题，可以使用PLC编程控制技术进行优化处理，有效保证PLC控制系统的安全性与可靠性，实现继电器的正常使用。另外，采用PLC控制技术，能够及时的发现继电器开关反应的具体情况，以便第一时间采取相关的编程控制，保证缩短继电器开关控制的反应时间。

3.3设备变频控制

为保证产品生产数量，一般自动化生产中的基础设备都需要不断进行运转，很容易会出现长时间负荷问题，并不利于设备安全使用。为妥善解决这一问题，可通过对PLC技术的运用对设备运行状态形成有效监控，以便通过对其速度实施规律性控制的方式，将设备不必要磨损控制在最低，减少设备检修概率。同时，可通过对技术的应用，做好设备运转电压管控，应按照具体设备运转情况实施变频控制，從而达到理想化设备运转效果。

3.4数据资源控制

现代化工业生产过程会产生海量数据信息，合理做好信息鉴别，筛选有效信息，保证信息整理以及运用质量，成为了现代工业生产关键要素。就技术应用情况来看，PLC技术在数据收集、传输以及计算等方面有着极为突出的优势，在相同操作环境以及时间要求下，该项技术的应用，可以更加精准、快速的完成数据资源搜索、筛选与分析等一系列操作，会为自动化生产创造出更多时间并提供精准数据依据。同时该项技术的应用，还可实现对数据资源潜在价值的深层次挖掘与利用，会通过和数据储存器中数值展开对比分析的方式，找到数据差一点，并结合实际情况对其展开调整，会更加高效、精准的完成各项生产任务，保证最终产品品质。现阶段，PLC技术已经在数据信息处理方面得到了广泛运用，不仅能够在柔性机器制造领域得到科学使用，同时在食品以及重金属冶金方面也有着不俗的表现。技术的合理运用，为自动化改革工作落实奠定了良好基础。

3.5系统集中控制

工业生产一般成本投入较大，生产过程一旦出现问题可能会带来巨大的经济损失，采用自动化的生产工业虽然提高了效率和准确率但是并不是万无一失的，这就要求自动化系统要有一套监控方案，而PLC控制技术可以通过预先设定逻辑错误检测程序、时间控制检测程序、位置限制检测程序等在系统自身中实现自我检查功能以达到整个自动化系统的集中控制功能。

4、结束语

目前我国工业电气自动化领域的发展需要借助PLC控制体系，辅助完成生产。基于PLC可编程技术的应用，为工业电气自动化提供安全、可靠、智能的优势，实现工业领域的全面革新。另外，技术研究人员需要在学习PLC技术的过程中，不断总结技术应用弊端与经验，以优化和改进编程技术与编程语言，使多种编程语言的并存、互补与发展作为PLC工业控制自动化进步的一种趋势，最终提高我国工业电气自动化在未来工业的核心竞争力。

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（作者单位：赛轮（沈阳）轮胎有限公司）