工業（yè）自（zì）動化設備中PLC的運（yùn）用分析

摘要：工業自動化隨著（zhe）現代（dài）社會中（zhōng）各項技術的不斷發展，在工業自動化係統的發展過程中，PLC的各種相關（guān）產品也得到了迅（xùn）速的（de）發展，它在性能、結構、指令以及編程方麵有著不同（tóng）的類型，那麽其使（shǐ）用的場合（hé）也（yě）各不相同（tóng）。在現代工業自（zì）動化控（kòng）製係統的發展過（guò）程中，離不開PLC的發展和（hé）運用。文章對工業自（zì）動化控製係統（tǒng）中PLC的應用進行分（fèn）析（xī）和討論（lùn），以便為工業自動化控製係統中PLC的發展（zhǎn）提（tí）出理論指導和參考（kǎo）依據。
　　所（suǒ）謂PLC指的是可以（yǐ）用於編程的控（kòng）製器。在現代社會中所使用的PLC已經（jīng）超過了簡單的控製器的使用範疇，它在整個工業自動化（huà）控製係統中居於（yú）主導地位，從狹義上而言，PLC控（kòng）製器隻有一塊簡（jiǎn）單的芯片構成，起著控製作用；從廣義而言，PLC的實際使用功能幾乎能（néng）和電腦媲美，因為PLC具備電（diàn）腦的（de）一切功能。

一、工業自動（dòng）化設備構成PLC的硬件設備有：
　　{1}電源。在PLC的（de）運行過程中（zhōng）其電（diàn）源主（zhǔ）要由芯片上的幾個針角組成，PLC是芯片構成的電腦（nǎo），所以在電源的使用方麵非常節約，幾乎和電（diàn）子表的用電量相等（děng）。
　　{2}中央處理設（shè）備（bèi）。PLC中的CPU屬於單核處（chù）理器，其功能相當（dāng）於人類的大腦組成（chéng）部分，是整個（gè）PLC工作的（de）關鍵部（bù）分。其主要負責的功能模塊在於（yú）集運算和邏（luó）輯功能於一身，是標準化的“思維”過程。
　　{3}存儲設備（bèi）。該設備有運算存儲（chǔ）器和程序存儲器（qì）組成，其中程序存儲器的功能在於對已編好的程序進行控製（zhì）和執行；暫存（cún）器主要的功能在於將程序調（diào）入（rù）到合適的部位，然後在CPU的運行下使PLC達到自動化的（de）運行，所以暫存器在PLC中的功能在於（yú）為程序的執行提供所需要的數據。
　　{4}輸出和輸入設備。輸出和輸入設備是為數與（yǔ）數之間、模（mó）塊與模塊之間以及模塊控製器（qì）之間的連接提（tí）供方便，同時（shí）在CPU中經過處（chù）理的數據要通過輸入和輸出設備進行傳送，然後在該設備（bèi）所傳送的（de）指令下對機器進行控製。
二、PLC的工作原理：
　　在工業（yè）自動化控製係統的運行中，PLC主（zhǔ）要是通過順序邏輯掃描技術實現工作過程，該（gāi）工作過程分為三個主要的組成部分：輸入采樣部分、用戶使用程序執行部分以及輸出刷新部分。在完成這三個部分的工作後（hòu）即為完（wán）成一個工作掃描（miáo）周期，在工業自動化控製係統的工作過（guò）程中（zhōng）主要是用一定標準（zhǔn）的速度（dù）重複進行這三部分工作。
　　{1}輸入采樣部分。在該部分的工作過程中，PLC主要以掃描方式對不同（tóng）接口的（de）數據和狀（zhuàng）態進行讀入，同時將讀入的數（shù）據存儲於輸出和輸入設備相應的單元區域內，並要保持在一個（gè）掃描（miáo）周期內的數據和狀態不發生任何變化（huà）。所以（yǐ），在PLC的工作過程中要想輸入脈衝信號必須要保證（zhèng）輸入的脈（mò）衝（chōng）信號大於（yú）一個掃描周（zhōu）期，這樣（yàng）才能保證信號被準確輸入。
　　{2}用戶使用程序執行部分：該階（jiē）段（duàn）是（shì）PLC掃描周期中運行的第二個部分，在該部分的工作過程中，PLC主要是通過梯（tī）形圖的模式按照從（cóng）上到下的順序對用戶所使用的程序進行（háng）掃描，針（zhēn）對單個梯形圖，通過先左後右、再上後下的順（shùn）序進行掃描，再對不（bú）同接觸點構成的控製（zhì）線路進行標準化邏輯運算。在完成（chéng）該工作之後，針對具體（tǐ）的（de）運算（suàn）結果，對存在於（yú）輸出（chū）點的邏輯（jí）圈（quān）內相應的存儲區域（yù）或者輸入和輸（shū）出設備中的映像區進（jìn）行刷新處理。在使用掃（sǎo）描技術的前提下，在一個掃描周期中隻對位於梯形圖最下麵部分的線（xiàn）圈和數據起作用，位於上部的線圈（quān）和數據則需要在（zài）下一個周期掃描時才能進行刷（shuā）新工（gōng）作。
　　{3}輸出刷新（xīn）部分（fèn）：在PLC的工作過程中輸出刷新部分是最後一個工作（zuò）階段，在該工作過程（chéng）中（zhōng），CPU要根據上部分的（de）具體情況進行處（chù）理，要在上部（bù）分輸入和輸出部分的映像區域內對相對應的數（shù）據和狀態進行刷新處（chù）理，此外，還要在輸（shū）出電路中（zhōng）的驅動程序幫助下對鎖定電路進行刷新處理，同（tóng）時驅（qū）動（dòng）相對應的外設，這就完成了PLC的一個工作過程。
三、工業自動（dòng）化控製係統中PLC的運用及（jí）其分（fèn）析（xī）：
　　3.1工業自動化控製係統中（zhōng）PLC的主要運用
　　{1}控製開關量。由（yóu）於PLC係統具有（yǒu）操作簡便、速度快、維修方便和可靠性高等優點，所以PLC係統的使用不僅可（kě）以避免大係統線路複雜、不易修改等問題，還可以提（tí）高係統的質量，從而達到節（jiē）省時間、人力和提高控製的（de）可靠性目的。在（zài）設計PLC係統時，為保（bǎo）證設（shè）計的規範化，可根據控製係統中的要求，應用順序控製器的公式進行計算，設計製作出順序控製（zhì）器梯形圖示意圖，並進行模（mó）擬仿真檢查。
　　{2}控製模擬量。在工業自動化係統的控製過程中，必須針對具體控（kòng）製對（duì）象的特（tè）點，PLC通過一定標準（zhǔn）的組裝成為標準化功能強大的控製係統，從而（ér）實現係（xì）統的靈活控製（zhì）。組成PLC的模塊主要有主機、輸入和輸出、模擬控（kòng）製、高速計數、通訊等。在工業自動化係（xì）統的控製過（guò）程中（zhōng）使用PLC進行模擬量的控製（zhì），不（bú）僅能夠對過程（chéng）進行控（kòng）製還能夠通過編程語句實現對儀表的控製。在工業自動化係統中使用PLC在一定程度上提高了控（kòng）製係統的精度，同時還可以（yǐ）對熱處理的各個過程進行嚴格的控製，給（gěi）熱處理（lǐ）的工業自動化過程帶來了極大的方便。
　　{3}控製（zhì）位置。在（zài）工業自動化控製係統（tǒng）中，對位置進（jìn）行控製起（qǐ）著重要作（zuò）用。在工業設備（bèi）的製造過程中，各種不（bú）同刀具的補償（cháng）控製（zhì）工作、搬運定位的控製工作以及主軸的精確（què）度等的控製都屬於對位置的控製。在工業自動化控製係統（tǒng）的（de）工作過程中，PLC主要通過對步進電機的控製來實現脈衝的控製（zhì），更進一（yī）步實現整個位置（zhì）的控製目的。
　　{4}控製係統集中。在工業自動化控製係統的過程中，PLC不僅能（néng）夠實現自動化的控（kòng）製（zhì），還能（néng）夠對係統本身進行控製，如對係統的故障進行檢測等。在該工作的進行過程中，主要通過故障檢測和錯（cuò）誤檢測對係統進行監控。在機床的工作過程中其每（měi）個工作的實現都需要一定的時間作（zuò）基礎，可在單個工作（zuò）的實施（shī）過程中設（shè）置定時器，同時將定時器的信號作為停機和啟動的信號。PLC在工業（yè）自動化控製係統的工作過程中，電控係（xì）統的不同工作（zuò）部分之間存在著一定的（de）邏輯關係，在設備出（chū）現故障時會破壞係統運行的邏輯關係，所以需要將控製係統集中（zhōng）化進行故障的處理。{5}控製電動機的變頻和調速。工業自動（dòng）化控製係統中PLC的使用（yòng）可以將其指令和變頻器一（yī）起使用，從而實現電機運轉和速度的調控。在PLC和（hé）PWM的工作過程中需要加平滑電路，在（zài）完成該工作後要對PWM中的t值進行設定來實現轉速的控製，該（gāi）轉速和t值（zhí）成正比例關係，PWM指令中的脈衝的大（dà）小能夠影響到電（diàn）壓紋波（bō）。總之，在工業自動化係（xì）統的使用過程中PLC功能越強大，指令就越豐富，使用途徑更加廣泛。
　　3.2工業自動化控製係統中PLC應用分（fèn）析
　　PLC在（zài）工業自動化（huà）控製係統中的（de）應用使工業自動化發生了巨大變化，它（tā）為不同的工業自動化提供了廣泛的（de）應用。PLC的主要作用在於為（wéi）工業自動化（huà）控製係（xì）統的提供更加完善和穩定的方案。隨著現代電子計算機技術以及通信設備的逐漸完善（shàn）和飛速發展，工業自動化控製（zhì）係統也發生了重大的變化，同時PLC新技術係統開放性（xìng）的增加更加擴大了工業自動化控製係統的應用（yòng）範疇。
　　PLC是將各種（zhǒng）技術如計算機、自動化、先進製造以及通信技術為一體來實現單機到車間再到整個工廠自動化的（de）控製，它是整個工（gōng）業自動化控（kòng）製係統中的關鍵部位（wèi）。隨（suí）著現代科學技術的（de）迅速發展使個人計算（suàn）機（jī）的（de）使（shǐ）用更加廣泛，從而（ér）使PLC的功能更（gèng）加強大和靈活（huó）。作為現代（dài）工業自動化過程（chéng）中三大支柱之一的PLC技術已經在眾多的工業自動化領域（機械（xiè）製造、化工、石油（yóu）以及鋼鐵）中廣泛應用。PLC的應用模式也從簡單的邏輯和順序（xù）控製發展到具有（yǒu）一定水平和複雜程度的運動控製、信息控製等。
PLC的應用領域的分析主（zhǔ）要有：
　　①對邏輯控製進行分析。該領域是（shì）PLC的應用（yòng）中（zhōng）最為廣泛和基本的範疇，它將（jiāng）傳（chuán）統的繼電器替換（huàn），可以進行（háng）邏輯和順序控（kòng）製，同時不僅能用於單台（tái）設備的控製也能用於多台設備的控製，最終實現自動化流（liú）水作業。
　　②對運動控製進行分析。工業自動化控製（zhì）係統中PLC對運動控製（zhì）分析主要是（shì）通過對脈衝的控製實現圓周（zhōu）運動或直線運動，在該過程中脈衝的位移（yí）量很小，所以，使用PLC的運動控製進行分析具有較高的精度。
　　③對過程控製進行分析。這主要是對各種模擬（nǐ）量進行分析，並保證（zhèng）係統正常的工作。這主（zhǔ）要通過閉環和開（kāi）環進行控製，這主要用於（yú）工業自動化中的冶金、化工、鍋爐等的控製。
　　④對信息控製進行分析。在工業自動化控製係統中運用PLC具有（yǒu）的（de）數學（xué）運算、數據轉換以及排序等（děng）功能，實（shí）現數據的處理。這意味著PLC在數據處理和信（xìn）息化方向上的（de）轉化。
　　工業自動（dòng）化控製係統中PLC的應用（yòng）能夠保證產品質量並能節省大量的人力。PLC的使（shǐ）用能夠在線對產品質量進行檢測並製定標準的參數。同（tóng）時對工業自動（dòng）化控製係統中PLC的分（fèn）析發現，PLC長期在工業（yè）自動化領域的發展中居於（yú）主體（tǐ）地位（wèi），它是整個工業自動化控製係統中最為重（chóng）要（yào）的因子。
四、結語：
總（zǒng）之，在工業自動化控製係統中使用PLC技術不僅能夠在一定程度上節（jiē）省（shěng）大量的人力和物力，還能夠提（tí）高工業行業的自動化水平，使得各項工作的進（jìn）行更加的方便和完善。所（suǒ）以，一定要盡最大的能力做好工業自動化控製係統中PLC的分析（xī）工作，使PLC在工業自動化（huà）係統中的發展更加美好。

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