PLC技术在工业自动化中的应用

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。

1.PLC技术的介绍

1.1PLC技术的基本情况

PLC技术整合了各种技术，并融合了计算机技术、自动化技术和通信技术提高了自动化水平，升级转型了产品。伴随PLC技术不断提高安全性能，其已成为设备结构不可缺少的部分。

1.2PLC技术的基本原理

PLC技术包括若干部分，主要涉及输入、执行和输出3个环节。

1）输入环节。PLC技术采集数据的方式为扫描，根据顺序方式输入数据，并在控制单元内存储这部分数据以对其处理。数据等待处理时会出现很多新数据。新数据与原数据产生了一定的时间差距，只有科学控制这种时间数据令其不改变，才能提高采集和处理数据的效率。

2）执行环节。此环节可编程控制器作用显著，完整扫描采集的数据，在程序中读出全部数据，根据原有程序所在的可编程控制器处理运算数据，然后获得对应的结论。科学对比原数据二者相符后，便能执行命令。

3）输出环节。该环节把数据传输至输出锁存器，后输出模块发出指令，利用动作元器件对设备全面控制，对数据完成更新后再次实施循环处理。

2.PLC技术应用效果优化路径

2.1建立科学的PLC技术应用与调试标准

PLC因其结构的特性，可以应用在不同的工业领域，这也导致其在具体应用过程中有很大的差异。所以在设计过程中，要灵活地面对在应用与调试中遇到的问题，及时转变设计思路，通过对设计方案的情况进行合理分析，制定出科学的PLC技术应用与调试标准，通过标准来加强各个行业之间的合作。各个行业需要加强在PLC技术上的交流，通过技术上的沟通，完善检测工作。实现PLC技术标准化，提升PLC技术应用水平，完善设计标准，促进各个行业共同发展。

2.2深化PLC技术的研发

因为在工业自动化中对PLC控制系统的应用还处于发展阶段，因此应该加大对PLC技术的研发与应用，提升其应用水平，改进其中的问题。PLC技术不断发展的过程，其实就是扩大其应用范围的过程，通过对其软件与硬件应用的不断深化，提升对其软硬件应用的程度，构建起一套完整的控制调试理论体系，克服PLC技术在应用过程中会遇到的各种问题与缺陷，增强工业自动化中PLC技术的应用水平。

3.PLC控制技术在工业自动化中需注意的问题

3.1温度问题

通常来讲，PLC控制技术易被温度影响，结合相关研究可知，0℃-55℃是PLC工作的正常温度。为此，PLC设备应科学选择安装位置且其不可在高温处也不可在低温处。其中，环境温度高时搭配散热装置，环境温度低时设计有效的保暖方案。总体来讲，PLC设备只有在适合温度内工作才能提高自动化控制水平。

3.2湿度问题

相较于温度，对PLC控制技术造成影响的第二大元素是湿度问题，PLC设备正常运行过程易被附近空气湿度影响。但现实工业生产过程中部分工业企业因自身特殊原因升高空气湿度，且在降低湿度时缺少行之有效的措施，PLC设备在该种情况下无法正常运行。据PLC的研究结果表明，PLC设备运行所需的空气相对湿度最低为85%，在合理湿度环境内要预防发生凝露现象，进一步提高PLC设备的绝缘性。

3.3振动问题

就具体实践来讲，一旦PLC控制设备在运行过程出现剧烈振动，将对PLC性能造成直接影响。因此，优先选择无振动源的安静环境安装PLC控制设备，只有不断降低振动程度才能提高PLC的控制性能。若必须在有振动源的场所安装设备则通过减震手段消除负面影响，如利用传播渠道、振动源等方面减少振动。

3.4电源问题

在工业自动化中正常运转电源从而保证PLC控制数的应用。PLC控制设备使用的电线要具有一定的抗干扰能力，部分企业要想最大程度降低电源线带来的干扰还安装了屏蔽层。另外，当输入和输出两端电压存在差异时要采取直流稳压式电源。

4.PLC技术在工业自动化中具体应用

4.1过程控制

随着PLC技术在工业自动化领域的广泛应用，只需要技术人员进行简单操控，就可以满足工业自动化对离散和连续进程的把握，PLC系统可以轻松地满足各项优势，符合系统的各项运行参数，还可以在工作过程中通过控制提升PLC的效果，完善控制算法。PLC过程控制技术在我国已经得到广泛应用，在一些工业领域通过使用这项技术改进了工业制造的流程，提高了生产过程的安全程度。

4.2数据处理

PLC技术在工业自动化中应用，可以通过程序的编写，对各种系统进行合理控制，连接不同工业系统的数据传输和计算，进行统一调控。PLC系统会受到重要处理器能力的影响，所以在设计前要选择能够满足计算效果的中央处理器，在应用时要选择合适的处理器。比如在计算机制造中应用PLC技术，为了满足计算机精密零部件的制造要求，需要强大的数据处理水平。

4.3开关数量控制

开关是工业自动化发展中的关键，过多的开关数量会导致自动化运行容易出现问题，所以对开关数量也有了越来越严格的要求。利用PLC技术可以有效地控制工业自动化中对开关的各种需求，满足各种不同的控制需求。通过数据操作来对数量和运行方式进行调控，有效地提升控制的精细度，加强对开关的控制效果，通过PLC技术能够达成更好的开关控制效果。

4.4模拟量与集中控制

PLC控制技术的模块非常强大，通过不同模块的组合，能够满足多种控制上的需求，主要模块有输入输出、中央处理、逻辑运算等。这些模块在PLC技术的应用中发挥着巨大的作用，通过程序对模块的控制，可以对各种控制对象进行操作，并且PLC控制系统的精细程度很高，有效地保证工作的质量。在计划时间内可以轻松地完成预期效果，通过外部监测的方式排除其故障，达到对故障的预警，降低因故障所带来的损失。

4.5生产运动控制

对工业自动化生产本身的工作特点进行分析，在设计过程中会更偏向实际使用效果，所以可以发现PLC技术都有着一定的共通性。将PLC技术落实到工业自动化生产行业的生产活动中时，会涉及很多关于运动的设计，通过不同运动模块的组合，最后形成一个大规模的完整工业化体系。工业自动化生产为了能够满足不同的生产需求，其生产流程会不断变化，想要整体进行改变有着很高的难度，使用PLC技术之后就可以进行模块化的管理，帮助技术人员进行精准化的管理，提升整个工业体系的可塑性与适配能力，达到企业转型的目的。

4.6自动化控制

PLC技术的推广加强了我国工业自动化行业市场的竞争，使PLC技术的发展速度越来越快，推动了我国工业自动化的发展进程。因为编程技术是PLC技术的核心技术，随着系统的改变，技术人员也可以根据需求对其进行调整，使程序能够满足多个技术的设计要求，但是注意设计要符合计算机编程语言的基本需求。

5.PLC控制技术在工业自动化领域应用的优化策略

5.1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。

5.2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。

5.3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。

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