PLC技术在工业控制系统中的研究

PLC技术在工业控制系统中的研究

发表时间：2019-11-19T15:41:13.220Z 来源：《基层建设》2019年第24期作者：陈鹏飞

[导读] 摘要：随着工业化的持续发展，在实际生产过程中应用工业控制系统能有效提高工作效率和质量，PLC技术在工业控制系统当中的有效利用可以实现工业控制精准度，提升控制系统的即时性，从而提高整个生产过程的控制效果，所以对PLC技术在工业控制系统中的应用做分析与强调现实意义显著。

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摘要：随着工业化的持续发展，在实际生产过程中应用工业控制系统能有效提高工作效率和质量，PLC技术在工业控制系统当中的有效利用可以实现工业控制精准度，提升控制系统的即时性，从而提高整个生产过程的控制效果，所以对PLC技术在工业控制系统中的应用做分析与强调现实意义显著。

关键词：PLC技术；工业控制系统；应用

引言

工业自动化系统的建设能够确保PLC控制技术的使用价值，对此进行全方位的优化，从工业自动化体系的建设角度方面制定设计PLC 控制技术的使用策略，是目前我国众多工业领域中技术工作人员强力研究的问题。

1 PLC控制技术概念及工作原理概述

1.1概念

在工业生产过程中，PLC技术的应用可以实现对自动化生产过程的计算、顺序控制以及逻辑运算等任务，也就是说可编程逻辑控制器在接收到系统所发出的工作指令后，可以自动地完成对不同机械设备或自动化生产过程的控制。相比较而言，PLC是应用于工业生产领域的专用控制设备，与微型计算机的结构组成基本相同，由硬件系统和软件系统两大部分组成，其中，中央处理器是保持PLC系统正常、稳定运行的不可或缺的重要部件。

1.2工作原理

1）采样输入阶段。PLC控制技术借助扫描设备将对应的输入数据和状态进行有效读取，并将其在PLC映像区的控制单元内进行存储。采样输入工作完成后则进入程序执行阶段，此时需要执行刷新数据操作以对输入数据与输入状态的正确性进行查验。控制单元的数据在程序执行及结果输出环节并不会出现改变，但是需要注意将二者的时间差进行合理控制。

2）程序执行阶段。PLC控制系统在程序执行阶段通过自动扫描用户程序来对程序的已被读入进行保证。通常情况下，在对用户程序进行扫描时会将特定的顺序和方式作为运行的根本依据，进而可获得最后结果。与此同时，还需核对该阶段结果与采样输入阶段结果的一致性，只有确保二者一致才能对用户程序的执行与否进行判断。

3）结果输出阶段。PLC控制技术应用的最后阶段即为结果输出阶段，需要刷新前两个运行控制环节中的所有输入数据与输入状态，而且要利用输出的控制电路对相应外部设备进行驱动，进而达成实时控制整个核心系统运转的目的。至此，PLC控制技术于工业自动化中的应用周期结束。

2 PLC技术在工业控制系统中的应用

2.1优化设计

目前PLC工作的方式和计算机的工作方式存在着相似性，即用户指令的执行主要利用编程这种方式。在进行用户程序扫描的时候，信息的收集工作会完成。就信息的具体收集过程来看，其包括了三个基本的阶段，第一阶段为输入采样，第二阶段为执行用户的指令，第三阶段为数据输出。从工作实践来看，在做用户数据读取的时候，相应的单元会同步进行数据存储。当输入采样阶段执行完成后会进入到执行阶段。就执行阶段的具体工作实施来看，需要基于标准的成熟实现对用户程序的扫描，之后，CPU会实现对应区域的刷新，主要是刷新数据和动态，数据和动态刷新之后，驱动电路的具体利用实现了输出。目前PLC分析的设计优化思路和原则包括以下内容：（1）对设备的工作原理进行充分的了解，需要设计人员深入现场做详细资料的收集，并基于资料和具体的控制要求做控制方案的设计和优化。（2）在具体控制要求基础上对PLC的系统配置方案进行调整，其中调整的核心是内部控制部件的优化。在调整中，模块的选择以及系统的经济性和运维便捷性都需要重点考虑。（3）对输入、输出设备做正确选择，同时要明确输出设备所控制的对象；（4）需要对控制系统程序进行优化，保证程序运行的安全性。（5）基于电路图原理进行各个硬件的连接。

基于具体的优化思路和原则进行硬件的优化，需要注意以下三个方面：（1）实现输入电路的优化。利用PLC控制系统做生产控制，其能够为系统运行提供稳定的电压，而且系统提供的电压具有广泛的适应性，所以对系统做整体优化之后，外界环境对控制系统的干扰会明显的减弱。运用隔离变压器采用双隔离技术，这样，高低频脉冲造成的系统干扰会明显降低。（2）优化输出电路。优化输出电路是为了满足工业控制的具体要求，实现缩短设备响应时间和提升实际控制效果。（3）抗干扰设计。抗干扰设计主要包括三个方面：第一防止空间辐射将PLC控制系统在金属柜中做安置；第二是需要对强电动力线路和弱电动力线路进行有效的隔离；第三是利用双绞线屏蔽电缆进行模拟信号传输线的建设。

2.2故障检测

（1）电源指示。电源指示灯会对PLC的具体运行供电提供指示。当PLC基本单元处于供电状态时，设置的POWER指示灯会处于发亮的状态。如果电源接通后出现指示灯不亮的情况，说明供电存在着故障。此时需要对具体的连接电路做检查，确定电源线路的连接是否牢固。如果电源线路的连接处于牢固的状态，则需要对线路的负载短路做检查，确定是否存在负载短路现象。如果这两种情况均不存在，需要对PLC的内部进行详细的检查和分析，确定是否存在导电性异物。

（2）出错指示。当系统中有错误出现的时候，EPROR等会呈现闪烁状态。检查这个时候的PLC，其进入关闭状态，而且输出现实为OFF。这样情况出现的时候首先需要考虑的是系统程序是否存在错误。若程序正常，需要对内部做检查，确定噪声以及可导电异物。

（3）输入指示。输入指示主要是进行信号开光状态的检查，这种检查需要随时进行，即无论指示灯处于何种状态，都要开展检查。在实践中发现光感传感器在受到污垢影响后其灵敏度会明显的下降，所以在检查中需要对光感传感器具体清洁状态进行分析。

（4）输出指示。当负载的显示处于不完全状态的时候，系统会存在问题，比如过载或是负载短路等，系统接触不良的情况也有可能发生。所以在检查中需要对这些方面重点考虑。