屠彬

摘 要：自動化設備主要涵蓋流水線運行與單機運行兩種形式，單機運行僅需要對關鍵功能實現(xiàn)加以考慮即可，而流水線運行則需要對下流和線上信號銜接進行充分考慮，比如用料計算、生產(chǎn)信息、報警以及運行速度等。對此，本文簡單介紹 PLC 系統(tǒng)情況，并分析以 PLC 為基礎小型設備的功能開發(fā)方法，希望能夠為相關企業(yè)以及人員提供參考，共同促進我國工業(yè)自動化穩(wěn)定、健康發(fā)展。

關鍵詞：PLC;自動化設備;功能開發(fā)

前言：當前，企業(yè)開展生產(chǎn)活動過程中，自動化程度日益增加，企業(yè)在自動化技改以及自動化需求不斷增加。并且自動化服務水平也不斷提高，比如 AB、施耐德和西門子等公司可以為生產(chǎn)企業(yè)提供自動化流水線方案。然而對于中小型企業(yè)，基于產(chǎn)能與資金等方面影響，無法設置完整的自動化流水線，主要通過局部或是部分自動化技改滿足自身發(fā)展需要。同時中小企業(yè)通常會選擇PLC 控制核心或是小型PLC 設備。

1?? PLC系統(tǒng)分析

1.1???? PLC 概述

PLC 即 Programmable Logic Controlle（r可編程邏輯控制器），其是美國企業(yè)產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)技術方面要求不斷增加背景下誕生。20世紀60年代，通用公司調(diào)整生產(chǎn)線過程中，發(fā)現(xiàn)接觸器以及繼電器控制系統(tǒng)維護困難、噪音大、體積大、可靠性差以及修改困難等，因此提出“通用十條”指標。數(shù)字化設備公司在1969年研制出 PDP-14，通用公司通過生產(chǎn)線試用，取得良好效果。隨后，日本在1971年研制出 DCS-8控制器，德國在1973年研制出控制器。我國在1973年開始研制PLC，并于1977年開始向工業(yè)行業(yè)推廣PLC。

PLC 屬于一種自動化運算控制器，其涵蓋微處理器，能夠隨時通過內(nèi)存裝置載入以及執(zhí)行控制指令[1]。主要由電源、輸入接口、輸出接口、數(shù)據(jù)內(nèi)存、指令以及 CPU 構成。早期 PLC 僅能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯控制，因此以 Pro- grammable Logic Controller 命名，在不斷發(fā)展過程中，逐漸出現(xiàn)多機通信、邏輯控制以及時序控制等功能，所以被改名為 Programmable Controller，然而由于其 PL 縮寫和 Personal Computer 縮寫存在沖突，同時由于習慣，人們還是采用 Programmable Logic Controller 名稱，同時延續(xù) PLC 縮寫。

現(xiàn)階段，工業(yè)領域中的 Programmable Logic Controller 與緊湊電腦主機較為相似，具有可靠性以及拓展性等優(yōu)勢，所以在各類工業(yè)產(chǎn)業(yè)控制方面應用較為廣泛。不論是 DCS 系統(tǒng)還是 FCS 系統(tǒng)均大量使用PLC 控制器。

1.2???? PLC 特點

PLC 系統(tǒng)安全性能突出。在自動化控制系統(tǒng)融合 PLC 系統(tǒng)，能夠有效促進其抗干擾性能。即便基于信號復雜背景，也能夠提高設備運行可靠性與安全性，能夠有效促進企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與效率。

PLC 系統(tǒng)操作便捷。在設備中融合 PLC 系統(tǒng)能夠有效簡化系統(tǒng)指令傳遞流程，保證操作人員可以充分理解相關知識，進而減少操作難度?；诖耍梢源偈棺詣踊O備穩(wěn)定、正常工作，同時由于其安全性能突出，所以對于操作人員并無較高的技術要求。不僅可以促進生產(chǎn)效率，還可以減少人工成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益[2]。

PLC 系統(tǒng)效率突出。繼電器是 PLC 系統(tǒng)核心部件，與傳統(tǒng)設備相比， 繼電器結構具有較大差異，其不需要導線即能夠正常運轉(zhuǎn)。此過程不需要對節(jié)點變位時間進行考慮。同時，因為繼電器運行過程中無需對返回系數(shù)考慮，促使操作方式更加簡化，進而提高數(shù)據(jù)處理便捷性。

3?? PLC設備功能開發(fā)

3.1???? 數(shù)據(jù)處理

通過程序形式即能夠了解數(shù)據(jù)處理情況，主要涵蓋傳感信號、通訊數(shù)據(jù)處理以及關鍵量監(jiān)控等。

（1） 傳感信號。該處理功能目的促使信號更加可靠，一般為傳感斷線檢測，在重要部位應用較為廣泛，需要重視傳感器選型工作。一般，高電位輸入信號較好，代表傳感器的接線質(zhì)量滿足要求。

（2） 關鍵量監(jiān)控預警。主要通過設備上記錄保存歷史數(shù)據(jù)體現(xiàn)該功能，然而開展具體功能開發(fā)工作時，需要對其和品控進行融合，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中實現(xiàn)品控目標。如果重要數(shù)據(jù)分布與質(zhì)控圖要求相符，則需要在質(zhì)控圖生成前提下，借助程序?qū)刂茍D進行跟蹤處理，同時若是風險增加或是超出控制圖范圍則會進行報警，不僅能夠向操作人員預警，還能夠?qū)︻A先設置流程進行有效執(zhí)行，將調(diào)整指令發(fā)送給執(zhí)行機構[3]。見下圖。

需要注意，設備不同關鍵量也會存在差異，塑料混合設備中，主要對混合物溫度與混合時間有所關注;包裝設備中主要對報裝時間有所關注等。趨勢圖樣通過周期數(shù)據(jù)生成，圖樣微分和質(zhì)控圖進行對照，并針對風險隱患展開預警。開展生產(chǎn)活動時，需要嚴重管控上述關鍵參數(shù)，可以與程序控制相融合，只要相關運算函數(shù)超出控制要求，導致風險提升，設備即能夠進行預警以及展開控制等。

同時，在關鍵量運算方面，能夠得到促進生產(chǎn)工作的數(shù)據(jù)，比如，針對供料稱重罐數(shù)據(jù)情況，結合相關函數(shù)即能夠得到參照數(shù)據(jù)，可以及時了解剩余用量、加料預警、生產(chǎn)波動等情況。

（3） 通訊數(shù)據(jù)處理與通訊監(jiān)控。對于該功能，主要通過通訊并網(wǎng)將設備壁壘打通，促使各個設備之間能夠進行數(shù)據(jù)分享與交流。應用于實際項目中，為了有效提高數(shù)據(jù)準確性，將多種檢測設置在通訊系統(tǒng)中，一些品牌設備會提前為客戶設置檢測功能，例如，西門子 PROEIBUS-DP 的檢測工作，可以借助 FB125模塊在S7-300PC 中，針對通訊展開監(jiān)控預警工作。如果將協(xié)議轉(zhuǎn)化器設置在網(wǎng)絡中，那么應該嚴格驗證數(shù)據(jù)，對于通用驗證程序，較長常用的就是“心跳檢測”，發(fā)送端進行周期信號發(fā)送，接收端完成信號接收之后展開呆滯檢測工作，若是在一個周期內(nèi)，信號沒有出現(xiàn)變化，表明通訊斷開或是出現(xiàn)丟包問題。

3.2???? 生產(chǎn)組網(wǎng)

通過聯(lián)網(wǎng)提高生產(chǎn)線工作效率，工業(yè)網(wǎng)絡的以太網(wǎng)、通用總線和現(xiàn)場總線等品牌較多，應該將協(xié)議轉(zhuǎn)換器設置在不同網(wǎng)絡中，同時還存在通訊數(shù)據(jù)量以及通訊速率等方面限制。例如，對于 PROEIBUS-DP 的現(xiàn)場總線而言，其從站通訊量最大值是：通訊字節(jié)=O+I=488BYTE。對于通訊量的超出部分，應該通過時機通訊或是指針地址等手段實現(xiàn)正常通訊。

結語：綜上所述，對于小型設備或是中型設備而言，主要通過增設外裝設備以及運用原有設備硬件體現(xiàn)功能開發(fā)的腳趾，將設備價值充分發(fā)揮出來，提高資源利用效率。對此，相關企業(yè)應該積極通過傳感信號、關鍵量監(jiān)控預警、通訊數(shù)據(jù)處理與通訊監(jiān)控、生產(chǎn)組網(wǎng)等功能開發(fā)，提高小型設備整體性能，減少大型設備采購，進而實現(xiàn)設備成本控制，同時，還能夠有效促進生產(chǎn)效率，進而提高自身經(jīng)濟效益，實現(xiàn)穩(wěn)定、健康發(fā)展。

參考文獻：

[1] 李成祥， 張耀磊， 沈毅軍，等. 基于 PLC 的鈑金成型自動化設備設計[J]. 機械設計與研究，2018，34（3）：163-166.

[2] 周銀成. 電氣自動化設備中 PLC 控制系統(tǒng)的應用 [J]. 電子測試，2018，404（23）：106-107.

[3] 劉爾聃. 電氣自動化設備中 PLC 控制系統(tǒng)的應用分析[J]. 城市建設理論研究（電子版），2018， （01）：P.5-5.