PLC在工业自动化控制中的应用.pdf

第 2 2 卷第 2 期 2 0 1 5 年 4 月 仪器 仪表用户 NS T RUM E N I ON E I C V o 1 ． 2 2 2 01 5 N o ． 2 P L C 在工业 自动化控制中的应用 杜磊 中国石油宁夏石化公司 电仪部，银川 I 7 5 0 0 2 1 摘要 随着科学技术地不断进步，工业 自动化控制水平不断提升，越来越多先进的处理器运用到工业控制中，其 中P L C 地应用最为广泛。在工业 自动化控制中应用P L C，可以实现对数字运算、处理模拟量等控制，可以有效地促 进工业 自动化控制水平地不断提升。本文主要针对P L C 在工业 自动化控制中应用的相关问题进行简单地探讨。 关键词 P L C ；工业 自动化；工业控制 中图分类号T H 文献标识码A 文章编号1 6 7 1 1 0 4 1 2 0 1 5 0 2 0 0 2 1 0 2 Th e Ap p l i c a t i o n o f P LC i n I n d u s t r i a l Au t o ma t i o n Co n t r o l DuLe i P e t r o c h i n a N i n g x i a P e t r o c h e mi c a l C o mp a n y ， I n s t r u m e n t D e p a r t me n t ， Y i n C h u a n 7 5 0 0 2 1 ， C h i n a Ab s t r a n Wi t h t h e c o n t i n u o u s p r o g r e s s o f s c i e n c e a n d t e c h n o l o g y ． t h e l e v e l o f i n d u s t r i a l a u t o ma t i o n c o n t r o l a n d c o n s t a n t l y i mp r o v e 。 mo r e a n d mo r e a d v a n c e d p r o c e s s o r u s e d i n i n d u s t r i a l c o n t r o l ， o n e o f t h e mo s t wi d e l y u s e d P L C ． Ap p l i c a t i o n o f P L C i n i n d u s t r i a l a u t o ma t i o n c o n t r o l ， c a n a c h i e v e t h e d i g i t a l o p e r a t i o n ， a n a l o g p r o c e s s i n g c o n t r o l ， c a n p r o mo t e t h e i n d u s t r i a l a u t o ma t i o n c o n t r o l l e v e l u n c e a s i n g l y t o p r o mo t e e f f e c t i v e ． T h i s p a p e r a i me d a t t h e a p p l i c a t i o n p r o b l e m o f P L C i n t h e i n d u s t r i al a u t o ma t i o n c o n t r o l i s s i mp l y d i s c u s s e d ． Ke y wo r d P L C； i n d u s t r i al a u t o ma t i o n ； i n d u s t r i a l c o n t r o l 0 引言 P L C 作为一种数字运算电子系统 ，实现了车间与单机 之间地有效协调，同时其 自身具备较强的抗干扰能力 ，而 且使用和维护都较为简便 ， 使得P L C 在工业自动化控制领域 中的应用 日渐广泛。另外 ，P L C 在控制现场的实时监控具有 较高的可靠性，就可 以通过编程控制实现其灵活运用。信 息技术地快速发展也促进了P L C 控制系统地不断完善，逐渐 成为中国工业 自动化控制领域中的重要组成部分。 1 P L C 的构成和功能 1 ． 1 P L C的构成 可编程控制器 P r o g r a mma b l e L o g i c C o n t r o l l e r ，P L C 是一种数字运算和操作的控制装置，它是集计算机技术、 通信技术 、自动控制技术为一体的电子系统⋯。P L C主要 由电源、C P U、接 口电路、I ／ O电路及存储器等构成。其中 C P U中央处理器 是整个控制系统的核心部分，对整个 系统的运行起着重要的协调作用 ；接口电路是将P L C 与外 部设备相互连接的通道。对于P L C 的输入和输 出结构需要 通过I ／ O 实现，而存储器的主要作用则是用来存储相应的系 统信息、用户程序等。 1 ． 2 P L C的功能 P L C 是中国工业 自动化控制领域中一项重要的内容， 而P L C 与普通意义上的计算机控制系统功能之间也存在一 定的差异 ，主要体现在 一方面，P L C 可以实现对开关量 的控制，在实际的运用过程中，可以根据控制现场的检测 信号 ，并且以此为依据对开关和操作按钮进行设置 ，这样 便可以实现对工业机械设备运行的控制；另一方面 ，系统 的限时和计数控制。对于限制控制来说 ，可以通过P L C 控 制系统中设置相应的计时指令 ，在设定的时间可以根据实 际的运行情况进行不断的变化 ，对于计数控制来说 ，则可 以根据不同计数速度的计数器进行适当的控制 ，以此来实 现计数控制功能。 2 P L C 在工业 自动化控制中的应用 2 ． 1模拟量控制 根据控制对象的特征，P L C 可以通过不同的组合模块 工程实现对其有效 的控制 ，其 中包括 主机模块 、计数模 收稿 日期 ；2 0 1 5 0 1 1 5 作者简介杜磊 1 9 8 4 一，男，银川人，本科，助理工程师，主要从事仪表自动化工作。 2 2 仪器仪表用户I N S T R U ME N T A T I O N 第2 2 卷 块 、位置控制模块、通信模块等。P L C 对模拟量的有效控 制，可以提高工业化自动控制系统的准确性，可以对自动 化设备的升温、降温、运行等过程实施有效的控制 ，同时 也可以方便热处理过程的维护 ，这也是传统仪表控制系统 无法 实现的【 】 J 。 2 ． 2开关量控制 从某种意义上说 ，P L C 的应用是传统机电控制器的代 替，因此其在开关控制量方面具有更高的准确性 ，利用中 间继电器的控制动作，可以根据控制器的公式对其控制程 序进行设计 ，再根据其控制程序绘制相应的梯形图，这种 控制方式可以达到更规范的优化设计效果 ，使P L C 在开关 量的控制方面具有更明显的效果 】 。 2 ． 3位置控制 位置控制是工业自动化控制中一项重要内容 ，在工业 生产中，机床刀具串刀补偿控制、主轴精确分度控制、搬 运定位控制都需要通过位置控制来实现，P L C 的有效应用 ． 可以进一步实现对步进电机的有效控制，并且根据控制结 果确定合理的电机位移 ，以此来达到对位置的有效控制Ⅲ 。 2 ． 4 系统 集中控 制 在工业 自动化控制中应用P L C，可以实现其 自动化控 制，也可以实现对工业生产系统本身的集中控制，尤其是 系统故障检测、故障显示等，P L C 系统集中控制功能主要 是根据故障检测和逻辑检测的结果对系统进行实施 的监 控。在工业生产中，机床设备的运转和停止都需要一定的 时间，在这个循环过程中需要一定的时间才能完成，通过 P L C 可以对启动定时器进行实时的控制 ，并且将定时器的 信号输出作为设备的停止和启动信号，以此来实现对系统 的集 中控制” 】 。 3 P L C 应用中需要注意的问题 通常情况下，P L C 在工业 自动化控制中的应用都处在 工业生产环境中，环境因素对于P L C的应用有着较大的影 响 ，为了保证P L C 应用的有效性 ，需要对以下几个问题进 行综合考虑。 3 ． 1温度因素 P L C 控制器的安装过程中 ，要考虑到设备的散热 问 题，如果其运行的环境温度较高，则必须要在周边配置相 应的制冷装置或者通风装置，保证P L C 在合理的温度环境 下运行，才能达到理想的控制效果 ] 。 3 ． 2湿 度因素 通常电器元件的运行与空气的湿度都有着密切 的关 系 ，所以对于P L C 运行环境的湿度条件也要科学地控制 ， 将空气湿度控制在合理的范围内，避免空气中水含量过高 而引起事故 一 。 3 ． 3震 动因素 P L C 的运行过程中对于系统的防震系数有着较高的要 求 ，所 以在安装时需要远离高强震动的装置，在运行过 程中也需要通过适当的保护措施减轻震动对P L C 造成的影 响 。 3 ． 4空气因素 工业环境 中的气体含量较为复杂，为了减少对P L C 的 影响，应当避免将其安装在具有腐蚀性和易燃性气体 的环 境中，如果无法避免地要在粉尘或者腐蚀性气体环境下运 行 ，则要将P L C 安装在密闭性较好的控制柜中，避免空气 中的杂质对P L C 控制器产生的腐蚀作用 。 4结束 语 综上所述 ，P L C 控制系统在当前工业化 自动控制领域 中有着广泛的应用，随着科学技术的不断进步，P L C 系统 各项技术指标也不断的完善 ，而且在工业 自动化控制领域 中的作用也 日渐重要。需要注意的是，在应用P L C 的过程 中，需要对其应用的温度、湿度、震动 、空气等因素进行 全面的控制，为P L C 的应用创造良好的环境 ，才能保证其 得到合理有效的运用。 参考文献 ⋯傅字 ． P L C 在 工业 自动化 控制 中的 应用研 究【 J 】 ． 机 电信 息， 2 0 1 2 ， 0 3 ． [ 2 】 陈玉宝． P L C 在工业自动化控制领域中的应用Ⅱ 】 ． 数字技术与应 用， 2 0 1 4 ， 0 7 ． I 3 ] 孔德政 ， 李振华 P L C 在 工业 自动化中 的应 用[ J 】 ． 电子 测 试， 2 0 1 3 ， 1 9 ． ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一 上接 第2 0 页 制系统的抗扰性和平稳性方面，要优于传统的P I D 算法。综 上所述 ，M P F C 控制算法具有快速 、实时 、稳定的特点 ，具 有应用于实践 中的可行性 。 参考文献 【 1 】 王树青- 先进控制技术及应用[M】 ．北京化学工业出版社， 2 0 0 1 ． f 2 】 潘登． 基于模糊神经元P I D 解耦的精馏塔温度控制U 1 l 金属材料 与冶金工程， 2 0 0 9 ，0 3 ． 【 3 】 张泉灵． 预测函数控制及应用研究f D】 航 州浙 江大 学， 1 9 9 9 ． [ 4 1 S mi t h 0 J M． Cl o s e r c o n t r o l o f l o o p s wi t h d e a d t i me[ J 1 ． Ch e mi c a l E n n e e fi n g P r o g r e s s ， 1 9 5 7 ， 5 3 5 2 1 7 2 1 9 ． 【 5 ] 陶永华新 型P I D 控制及其应用[ M 】 ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 2 ．