介紹
近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，PLC在工業(yè)自動化控制中處理模擬和數(shù)字運算以及人機界面的應(yīng)用和發(fā)展有了很大的提高，逐漸成為我國自動化控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在自動化控制的各個領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。就PLC本身而言，作為一個數(shù)字計算電子系統(tǒng)，它是為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的，實現(xiàn)單機、車間、工廠的工業(yè)自動化控制。其強大的抗干擾能力和方便的維護也使其在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域備受關(guān)注。不僅如此，控制現(xiàn)場實時監(jiān)控極高的可靠性及其編程的簡單性和靈活性也使其廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域。
一、的組成和功能?？删幊踢壿嬁刂破?Programmable Logic Controller)
1.可編程控制器的組成
PLC主要由電源、CPU、接口電路、I/O電路和存儲器組成。其中，電源包括系統(tǒng)、停電保護和備用電源。中央處理器是中央處理器，具有邏輯和數(shù)學(xué)運算功能，協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的工作。至于接口電路，主要是指PLC與現(xiàn)場設(shè)備、外圍設(shè)備等之間的連接通道。至于I/O電路，主要是指輸入電路對輸入信號進(jìn)行隔離和電平轉(zhuǎn)換，輸出電路對PLC輸出結(jié)果進(jìn)行放大和電平轉(zhuǎn)換，驅(qū)動現(xiàn)場設(shè)備。至于內(nèi)存，主要用于存儲系統(tǒng)中的邏輯變量、用戶程序、監(jiān)控等信息。
2.可編程控制器的功能
PLC的功能分析主要可以從開關(guān)控制、限時計數(shù)控制、步進(jìn)控制和數(shù)據(jù)梳理三個方面進(jìn)行分析:
開關(guān)值控制。主要功能或優(yōu)點是可以根據(jù)限位開關(guān)和操作按鈕，結(jié)合控制現(xiàn)場給出的檢測信號，控制機械運動部件的相應(yīng)運動；和限時計數(shù)控制。限時控制主要是指在PLC系統(tǒng)中可以設(shè)置相關(guān)的計時指針，設(shè)置時計時時間可以靈活。這主要用于系統(tǒng)的精確實時控制。PLC計數(shù)控制，計數(shù)器可分為高速計數(shù)器、普通計數(shù)器和可逆計數(shù)器，其功能主要用于完成系統(tǒng)中不同用途的計數(shù)控制；步進(jìn)控制和數(shù)據(jù)處理。PLC步進(jìn)控制主要是利用移位寄存器完成的。PLC數(shù)據(jù)處理不僅可以完成加、減、乘、除、乘方，還可以用數(shù)據(jù)對系統(tǒng)中的邏輯運算進(jìn)行比較、傳遞和移位，如或、與、異或、反等的應(yīng)用。
二、自動控制中的可編程控制器
隨著社會和科技的快速發(fā)展，可編程控制器的技術(shù)發(fā)展也越來越成熟。對于它目前在我國自動控制中的應(yīng)用，可以從開關(guān)量控制的應(yīng)用、過程和運動控制的應(yīng)用、模擬量和系統(tǒng)集中控制的應(yīng)用、PLC工業(yè)應(yīng)用中的注意事項和抗干擾設(shè)計四個方面進(jìn)行分析。以下是具體的討論:
1.開關(guān)控制
plc開關(guān)控制在自動控制中的應(yīng)用分析主要可以從以下三個方面進(jìn)行闡述:①在我國目前的自動控制應(yīng)用中，原有的繼電器逐漸被PLC開關(guān)控制所取代，PLC開關(guān)的控制應(yīng)用有效地實現(xiàn)了邏輯和順序控制。而且PLC開關(guān)具有接線簡單、速度快、操作維護方便、可靠性高的特點。②②PLC開關(guān)的應(yīng)用大大提高了系統(tǒng)的質(zhì)量，也大大提高和節(jié)省了時間和人力的利用率。③這種PLC開關(guān)控制現(xiàn)在不僅用于目前單一設(shè)備的自動控制，也用于多機組自動化的流水線控制，其典型應(yīng)用有組合機床、注塑機和包裝生產(chǎn)線等。
2.過程和運動控制
本文對可編程控制器過程和運動控制的分析主要涉及過程控制和運動控制。以下是具體的分析和討論:
PLC的過程中控制主要是離散過程控制和連續(xù)過程控制，而具體過程控制是對系統(tǒng)模擬量起作用的過程，即通過對當(dāng)前模擬量和連續(xù)變化的壓力、電流、電壓、溫度等歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，生成用戶所需的開關(guān)量，使系統(tǒng)的參數(shù)能夠按要求運行，這類PLC在國內(nèi)主要應(yīng)用于化工、冶金、熱處理等場合。
另外，對于運動控制中的PLC來說，主要是指它可以控制圓周運動和直線運動，通過系統(tǒng)的脈沖控制來控制機械運動，而脈沖控制的位移很小，這使得它的控制精度極高。目前，這種PLC運動控制在國內(nèi)主要應(yīng)用于機械、電梯、機床和機器人。
3.模擬量和系統(tǒng)集中控制
基于可編程控制器的模擬控制。PLC不僅實現(xiàn)了對系統(tǒng)過程的控制，還利用控制語句實現(xiàn)了對系統(tǒng)的儀表監(jiān)控，能有效提高控制系統(tǒng)的精度，對自動控制中熱處理加熱、保溫、冷卻過程的控制具有重要意義。
PLC系統(tǒng)的集中控制。在實現(xiàn)自動控制的前提下，PLC還可以對系統(tǒng)本身進(jìn)行控制，如控制系統(tǒng)的故障檢測和顯示等。而且，在自動控制系統(tǒng)中，I/O信號與中間存儲單元之間存在邏輯關(guān)系，也就是說，當(dāng)出現(xiàn)設(shè)備故障時，邏輯關(guān)系會被破壞，從而可以利用編程的故障來判斷程序，實施故障分析和報警控制。
4.PLC工業(yè)應(yīng)用中的注意事項及抗干擾設(shè)計
要實現(xiàn)PLC合理、安全、穩(wěn)定的工業(yè)應(yīng)用，還應(yīng)注意應(yīng)用中的注意事項和抗干擾設(shè)計。以下是對這兩個方面的具體分析:
PLC應(yīng)用中的注意事項。目前國內(nèi)在自動化控制的應(yīng)用中，對于PLC需要注意以下幾點:溫度是指環(huán)境溫度在0℃-55℃之間，防止陽光直射等?？諝鉂穸龋ＷC空氣濕度應(yīng)在85%以內(nèi)不結(jié)露，從而保證PLC的絕緣；振動。禁止連續(xù)振動或振動頻率為10HZ~55HZ的頻繁振動。阻尼膠應(yīng)適當(dāng)使用?？諝?，即PLC所在的空氣，應(yīng)防止氯化氫、硫化氫等腐蝕性易燃?xì)怏w，不合格的應(yīng)安裝空氣凈化設(shè)施。
抗干擾設(shè)計:對于抗干擾設(shè)計，從PLC設(shè)備的選擇上，要盡量選擇抗干擾能力強的設(shè)備，保證PLC系統(tǒng)的正常運行。另外，在PLC的抗干擾設(shè)計過程中，要根據(jù)PLC的不同功能設(shè)計抗干擾能力。比如電纜敷設(shè)會產(chǎn)生電磁干擾，所以不同的信號要分層敷設(shè)。從而達(dá)到減少電磁干擾的目的。
結(jié)語
總而言之，可編程序控制器是當(dāng)前國內(nèi)自動控制領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)裝置。隨著時代的發(fā)展與進(jìn)步，各種PLC技術(shù)將更加全面、成熟，其應(yīng)用功能也將不斷完善，因此在自動控制系統(tǒng)中扮演著越來越重要的角色。但是，目前可編程plc控制器控制裝置應(yīng)用于國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)中仍存在一些問題。所以，在自動化控制的應(yīng)用中， PLC應(yīng)著重提高自身的技術(shù)水平，適應(yīng)各種生產(chǎn)環(huán)境，使 PLC成為我國現(xiàn)代自動化控制的技術(shù)支柱，推動我國經(jīng)濟的發(fā)展。
