王慧園

摘 要：隨著電子技術和計算機技術的不斷發(fā)展，PLC技術的發(fā)展速度越來越快。PLC自動控制系統(tǒng)在現(xiàn)今工業(yè)自動化控制中成功取代了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)。

關鍵詞：PLC自動控制；存儲器；可編程控制器；操作技術

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.065

1 PLC自動控制技術

PLC自動控制裝置是一種基于工業(yè)生產(chǎn)的電子控制系統(tǒng)裝置，其主要功能是進行編程控制，在工業(yè)生產(chǎn)領域主要用于數(shù)字運算操作和電子系統(tǒng)化控制。通過電子計算機內部對計算機程序進行編制與管控，利用計算器裝置內部存儲器完成邏輯運算、計數(shù)、順序運算、算術運算和計時指令等一系列操作，實現(xiàn)數(shù)字場景化模擬應用，從而對我國工業(yè)生產(chǎn)中的機械設備進行科學控制。PLC自動控制在工業(yè)廠區(qū)安防報警系統(tǒng)中的作用十分明顯，其運行過程主要分為三個不同的實施階段，分別是輸入采樣階段、執(zhí)行程序階段和輸出刷新的最終階段。這三個不同的執(zhí)行操作階段會進行周期循環(huán)工作，需要可編程控制器來完成。可編程控制器完成了三個階段后才算完成一個掃描周期。在掃描過程中，PLC的運行周期會隨著掃描速度的變化而變化。

1.1 輸入采樣階段

在輸入采樣階段，PLC控制裝置中全部的輸入狀態(tài)和輸入數(shù)據(jù)都遵循PLC的具體掃描順序和掃描方式進行周期循環(huán)掃描。在PLC周期循環(huán)掃描過程中，所有的掃描數(shù)據(jù)與掃描狀態(tài)都會經(jīng)過PLC中的映像區(qū)單元格進行存儲。當PLC在完成第一個輸入采樣程序以后，就需要科學執(zhí)行用戶設置的程序，即所謂的“信息程序執(zhí)行階段”。此階段的主要任務是刷新和輸出信息樣本。隨著PLC控制裝置程序的執(zhí)行，映像區(qū)單元格所存儲的輸入數(shù)據(jù)和狀態(tài)在之后的程序執(zhí)行過程中會發(fā)生相應的改變，但I/O中具體重要單元的傳輸數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)并不會隨著程序執(zhí)行而發(fā)生變化。這種前后變化存在某種具體的時間間隔，只有準確輸入PLC控制信號，才能保證程序控制器在執(zhí)行命令時存在一定的時間差。

1.2 執(zhí)行程序階段

在執(zhí)行程序階段，PLC在執(zhí)行用戶相應的控制程序之前，首先需要從上而下對用戶的控制程序進行掃描。在掃描用戶的控制程序時，掃描的順序和路線都需要按照預先設定好的程序掃描路線對控制程序進行數(shù)據(jù)處理運算。這種具體的掃描線路是由用戶程序中的各個觸點所形成，掃描按照從上到下、從左到右的固定掃描順序進行。信息掃描完成之后，PLC需要按照一定的邏輯運算計算數(shù)據(jù)運算結果。按照最終的數(shù)據(jù)運算結果，PLC邏輯線圈中的I/O映像區(qū)域和存儲區(qū)的狀態(tài)會不斷刷新，以檢驗、核實程序指令的執(zhí)行是否正常。

1.3 輸出刷新階段

輸出刷新階段是PLC執(zhí)行指令的最終階段，也是十分重要的階段。當控制器對用戶的程序指令掃描完成之后，就進入了關鍵的PLC數(shù)據(jù)輸出刷新階段。PLC在刷新、輸出用戶數(shù)據(jù)指令時，其中的CPU會按照編程控制器I/O映像區(qū)域內的相關數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)狀態(tài)對輸出電路進行不斷刷新、輸出。刷新時，CPU會受到輸出控制電路驅動的作用。輸出控制電路驅動外圍設備由于受到輸出控制的操控，最終完成用戶PLC中的警報指令。

上面重點分析了PLC在三個不同工作階段的運作原理，下面對廠區(qū)安防報警系統(tǒng)中PLC自動控制系統(tǒng)的優(yōu)點展開分析。

2 PLC自動控制的優(yōu)點

2.1 功耗低、質量輕、體積小

一般來說，傳統(tǒng)的控制繼電器系統(tǒng)體積和質量較大，并不符合現(xiàn)在科技發(fā)展的要求。而在此問題上，PLC的質量較輕、體積較小，大大縮小了占地空間。

由于PLC用存儲邏輯過程代替了接線邏輯過程，因此大大減少了編程控制設備外圍的接線數(shù)量。這在一定程度上縮短了PLC控制系統(tǒng)的建設周期，使日常維護也變得非常容易。最為關鍵的是，PLC實現(xiàn)了同一設備利用數(shù)據(jù)程序控制整個工業(yè)廠房生產(chǎn)的目的。除此之外，PLC具有檢測硬件故障的監(jiān)測功能，一旦其操作運行系統(tǒng)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會立刻自動報警。管理者通過警報就可以對PLC的器件故障進行診斷。除了上述優(yōu)點外，PLC的能耗低、效率高，而且由于其體積較小，機械內部安裝十分便捷，為我國機電一體化目標的實現(xiàn)奠定了基礎。

2.2 執(zhí)行指令時的抗干擾能力較強

與傳統(tǒng)的電子自動化控制裝備相比，PLC控制裝置在執(zhí)行用戶指令時的抗干擾能力較強。其通過應用現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的信息化電路集成技術和生產(chǎn)工藝，提高了運行可靠性。從外圍電路看，PLC控制裝置內部的開關、電圈和控制系統(tǒng)更加精簡。設計師在設計PLC自動控制系統(tǒng)時，內部一般都會安裝自我故障檢測的硬件設備裝置，當廠房警報出現(xiàn)運行故障時，系統(tǒng)就會自動報警。所以，PLC自動控制系統(tǒng)的應用保證了整個廠區(qū)警報系統(tǒng)的可靠運行。

3 PLC自動控制系統(tǒng)的應用

3.1 PLC自動控制過程

PLC自動控制過程主要是通過對PLC的內部溫度、外部壓力、運行電壓和電流等指標的運行監(jiān)測狀態(tài)進行樣本分析，使廠區(qū)安防報警系統(tǒng)PLC自動控制應用裝置的一些運行指標能夠按照既定的參數(shù)順利運行。開環(huán)控制和閉環(huán)控制就是這種控制的最具典型的應用代表。

3.2 PLC順序控制過程

隨著信息化集成和智能化技術的快速發(fā)展，在廠區(qū)安防報警系統(tǒng)中，PLC自動控制系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應用到順序控制領域，順利代替了傳統(tǒng)發(fā)展模式下的觸電控制形式。廠區(qū)安防報警系統(tǒng)中的PLC自動控制系統(tǒng)是通過一些最簡單的執(zhí)行指令來有序地進行順序控制。

3.3 運動控制

在運動控制模式中，PLC技術是按照機械運動規(guī)律和PLC自動控制系統(tǒng)控制對象的具體屬性來實施運動控制的，因此，運動控制的位置移動非常精確。

3.4 PLC數(shù)據(jù)處理

在廠區(qū)安防報警系統(tǒng)中，PLC自動控制系統(tǒng)是集數(shù)據(jù)運算、操作、排序、傳送、轉換、分析、采集處理等為一體的自動化控制裝置。

3.5 PLC信息控制

PLC自動控制系統(tǒng)可以對用戶的具體信息進行采集、存儲、處理和傳輸，系統(tǒng)內部對收集到的信息進行準確分析，從而完成自動化控制的運行過程。當前，隨著社會信息化技術的不斷發(fā)展，廠區(qū)安防報警系統(tǒng)中的PLC自動控制系統(tǒng)也實現(xiàn)了智能化和集成化。

3.6 PLC遠程控制

PLC遠程控制充分發(fā)揮了互聯(lián)網(wǎng)的通信功能，有效實現(xiàn)了廠區(qū)警報系統(tǒng)遠程控制操作。通過連接計算機遠程終端和控制傳輸，實現(xiàn)了廠區(qū)安防報警系統(tǒng)中PLC自動化控制。

4 PLC自動控制的注意事項

4.1 控制空氣濕度

PLC元器件的絕緣性能與空氣濕度有關，所以，要保證廠區(qū)安防報警系統(tǒng)中PLC自動控制的正常運行，外部環(huán)境的空氣濕度就不能超過85%.

4.2 避免受到電源的強烈干擾

通常情況下，PLC元器件使用的是電源額定值為200 V、頻率為50 Hz的交流電。這種電流對不良外部環(huán)境因素的抵御能力較好，廠房中一般的輔助性電源設備不需要達到這種標準。但在PLC運行過程中，如果元器件受到電源的強烈干擾，就需要安裝屏蔽層來隔離PLC元器件中的變壓力，從而保證PLC電源中電流的正常輸出。

4.3 避免受到溫度的影響

PLC元器件的最佳運行環(huán)境溫度為0～55 ℃，如果PLC元器件安裝在發(fā)熱量比較大的機器附近，那么一定要保證通風良好，避免太陽光直射，并在PLC警報開關柜上安裝百葉窗或通風設備。在我國北方地區(qū)，相關人員要在冬季做好PLC元器件的防寒工作。

4.4 避免受到震動的影響

PLC還需要設有防震設備，并使PLC元器件在運行時遠離震動裝置，特別要防范10～50 Hz的巨大頻率震動，通過減振措施做好防御工作。

4.5 避免受到空氣的影響

PLC元器件對空氣質量有嚴格的要求，運行時，一定要避開多粉塵、強腐蝕和易燃易爆的外部工作環(huán)境。如果有條件，可以安裝空氣凈化器等設備。

5 結束語

隨著近年來工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，電子科技突飛猛進。PLC自動化控制裝置目前在工業(yè)生產(chǎn)領域的應用越來越廣，特別是在廠區(qū)安防報警系統(tǒng)中，PLC自動控制的運用受到了很大的重視。但同時人們也對PLC的技術操作提出了更高的要求，所以，我們要通過不斷完善PLC的應用技術，為我國的工業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造良好的條件。

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〔編輯：王霞〕