基于PLC技术的工业自动化控制研究

基于PLC技术的工业自动化控制研究

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摘要:随我国经济的快速发展,对工业自动化控制研究提出了更高要求,在工业自动化控制研究的过程中,PLC技术发挥重要作用,长期以来,在工业自动化控制研究方面,虽然取得一些成效,但是仍然存在很多问题,制约工业自动化控制研究的进程。因此,现阶段,相关管理人员应当充分认识到PLC技术在工业自动化控制研究中的重要性,以采取有效的应对措施,加快工业自动化控制的研究进程。本文主要阐述了PLC技术在工业自动化控制中的应用,以使我国工业化朝向更好、更快的方向发展。

关键词:PLC技术;工业自动化;控制应用;

PLC属于一种电子设备,能够将自动控制技术与计算机技术有机的结合在一起,在自动化控制研究的过程中,被广泛的应用,因此,企业相关管理人员应逐渐将PLC技术应用到工业自动化控制过程中,以充分发挥PLC技术的作用。

一、PLC系统组成和工作原理

1.PLC控制系统包括5个组成部分,分别为编程器、中央处理器、输入输出模块、存储器和工作方式。PLC控制系统的工作原理是,通过对开关逻辑地控制,实现顺序控制。PLC系统,即可编程序控制器,能编制各种控制程序,被广泛应用于控制化工工艺中的单机、多机群,实现对化工生产中的压力、流量、温度等工艺指标的闭环控制。在化工行业生产自动化系统中,PLC系统通过完成上述开关逻辑控制,得以实现化工生产过程的自动化,并且减少生产中人为因素造成的失误,预防发生生产事故。同时,在此过程中整个生产流程均被控制在预期的最佳工艺指标下,从而大大降低了动力和原料的消耗,实现节能减排的目标,进而提高设备利用率,延长设备使用寿命。

2.系统功能。PLC控制系统的功能,主要包括在工业自动化控制中的数据采集功能和工艺流程中的顺序控制功能这两方面。首先,数据采集功能在实际生产过程表现为,按照工业自动化控制系统所要求的模数转换精度、自动化扫描周期及模块采样速度等,通过曲线、文字、图表等各种形式采集和处理相关模拟量等生产流程实时信息,并组合成各种工艺运行情形实况,通过上位机配备的液晶显示屏,展现出相应画面,从而使得操作员能够及时掌握机组运转状况。其次,工业工艺流程中的顺序控制功能这方面,将按PLC控制系统可选的功能组级及相应的单项控制方式,独立运行各子组级控制功能的启、停。在程序自动执行期间,如果出现任何运行故障,PLC控制系统将会立即发出中断运行的信号,可使正在运行的工业生产程序中断,并确保工业自动化控制处于安全状态,同时在中控室屏幕上将会显示出工艺程序中断的故障原因。

二、PLC在工业自动控制中的应用

PLC用于工业控制的必要条件如下:一是必须将PLC与由指令器件、信号器件及执行器件组成的外围电路连接,其中PLC的输入口用于接受各种控制指令及检测数据,输出口则输出控制结果或执行数据。二是由于计算机只能针对机内存储单元的数据进行运算,输入口上接收到的代表控制系统各种事件的数据及运算后得到的控制结果都存储在存储器中,运算结果通过输出口输出。三是控制系统中各事件问相互关系的实现依靠应用程序,应用程序需事先以一定的编程语言编制并存储在计算机的程序存储单元中。

1.评估控制任务。随着PLC功能的不断完善,几乎是可以用PLC完成所有的工业控制任务。对于是否选择PLC控制,选择单台PLC控制还是多台PLC的分散控制或分级控制,都应根据该系统所需完成的控制任务、对被控对象的生产工艺及特点进行详细分析,从多方面考虑,诸如控制规模、工艺复杂程度、可靠性要求、数据处理速度。

2.PLC选型。选择能满足控制要求的适当型号的PLC是应用设计中至关重要的一步。目前,国内外PLC性能各有特点。所以,在设计时,首先要尽可能考虑采用与你单位正在使用的同系列的PLC以便于学习和掌握,其次是备件的通用性,可减少编程器的投资。除上所述,还要充分考虑下面因素:输入、输出设备的数量和性质;PLC的特殊功能要求;被控对象对响应速度的要求;用户程序存贮器所需容量的估算等。

3.系统设计。系统设计包括硬件设计和软件设计。所谓硬件设计PLC外部设备的设计,而软件设计~PPLC梯形图的设计。在硬件设计中,要进行输入设备的选择,执行元件的选择,以及控制台、柜的设计等。应根据用户使用手册的说明,对进行输入/输出通道分通道配,及外部接线设计。软件设计的主要方法是先编写工艺流程图,将整个流程分解为若干步,确定每步的转换条件,形图时,配合分支、循环、跳转及某些特殊功能便可很容易地转为梯形图了。在编写梯形图时,经验法是非常重要的方法。

4.信息控制实现的是数据处理的功能,通过对信息的采集、处理、存储与传输,实现信息控制的目的,并兼具数据分析能力。信息时代的发展要求,赋予了PLC的控制工作新的信息属性,信息控制的实现也标志着PLC信息化功能的转变。

5.远程控制。利用PLC的通信接口与联网模块的通信功能,可是实现PLC的远程控制。控制方式主要有PLC与PLC控制网的远程互连控制,PLC与智能终端的互连来实现的远程控制,还有PLC与计算机终端、以太网的连接控制方式等等。

6.PLC控制系统的抗干扰设计。第一,设备的选型。在对设备进行选择时,首先要考虑的因素是其抗干扰能力必须要强,其中包括了电磁兼容性以及抗外部干扰能力,比如采用浮技术且隔离性能比较好的PLC系统;其次是要对生产厂家给出的抗干扰指标进行一定了解,比如对其共模拟制比、耐压能力、允许电场强度的范围以及在磁场强度较高的环境中工作的明确;最后要对与之相类似工作中的实际应用成绩进行考察。第二,采用较好性能的电源抑制电网引入干扰。在PLC控制系统中,电源的地位是极其重要的,电网干扰串入PLC控制系统的主要供电电源、变送器的供电电源以及和PLC系统具有直接电气连接仪表的供电电源等等耦合进入。对于变送器和共用信号仪表供电在选择上要选择分布电容较小且抑制带较大的配电器,从而减少PLC系统的干扰。不仅如此,为了保证电网馈点的不中断,可以选择线式不间断的供电电源进行供电,提高供电的安全性和可靠性,对于线式不间断供电电源,其干扰隔离性较强,是PLC控制系统电源的理想选择。

三、PLC在工业控制应用中的注意事项

1.温度。对于PLC而言,它所要求的环境温度是0-55℃,那么,在进行安装时,不可以把它放在发热量较大的元件下面,周围要有足够大的通风和散热空间,在基本单元和扩展单元之间必须确保其间隔要大于30mm,在开关柜上,不应设置通风百叶窗来避免太阳光的照射,一旦周围的环境比55℃高,就必须安装风扇强迫通风。

2.湿度。空气的相对湿度要保持在小于85%的范围内,并且没有凝露,目的是对PLC的绝缘性进行保证。

3.震动。PLC不应该靠近强烈的振动源,要尽可能的远离,防止振动频率为10-55Hz的频繁振动或者连续振动,如果在使用环境中不可避免会有震动时,就必须采取相应的减震措施,如使用减震胶等等。

4.空气。空气中应该避免有氯化氢以及硫化氢等的腐蚀性以及易燃性气体的存在,对于空气中粉尘或者腐蚀性气体比较多的环境来说,可以把PLC安装在具有较好封闭性的控制室或者控制柜中,并安装相应的空气净化装置。

随着电子技术和计算机技术的不断进步,PLC也经历了突飞猛进的发展,PLC应用领域的扩大和对PLC功能需求的提高,不但使PLC的功能更加完善,也使PLC实际应用中存在的问题得到深入的研究和讨论。通信功能的日益完善为工业生产的远程控制提供了更加可靠的数据传输,从而适合更加复杂的工业生产场合。PLC在工业领域作用的日益重大,不但是今后工业自动化发展的有力支撑,也是工业化生产的主要依托。

参考文献:

[1]未小文.PLC通过短信模块收发手机短信[J].电器自动化,2013(9):2-5.

[2]胡乾斌,李光斌,李玲,等.单片微型计算机原理与应用[M].武汉:华中科技大学出版社,2006:115-150.

[3]张卫平.PLC外部开关控制运行、停止的方法[J].科技信息,2011(15).

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