PLC技術(shù)的特點_應(yīng)用展望_程序調(diào)試及現(xiàn)場優(yōu)化

本文對PLC技術(shù)的特點及應(yīng)用展望、工業(yè)自動化PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用策略、PLC程序控制系統(tǒng)的調(diào)試及優(yōu)化等進(jìn)行了淺顯的闡述。

PLC是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的縮寫。PLC實質(zhì)是一種合并了互聯(lián)網(wǎng)、計算機、通信等多種技術(shù)為一體的控制裝置。隨著數(shù)字時代信息化技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)的發(fā)展勢如破竹、突飛猛進(jìn)。適用于閉環(huán)控制、開關(guān)量控制及邏輯順序控制的PLC正在工業(yè)自動化領(lǐng)域廣泛滲透、空前普及，應(yīng)用技術(shù)數(shù)字化水平越來越高。研究工業(yè)自動化PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用，深入了解PLC程控系統(tǒng)的調(diào)試程序，對控制技術(shù)的發(fā)展與完善不無裨益。

一、PLC 技術(shù)的特點

微型計算機的發(fā)展，使人們將之用于各類機械控制成為可能，這就有了PLC技術(shù)，可以運用不同軟件去完成不同的任務(wù)。經(jīng)過多年的發(fā)展進(jìn)步，PLC技術(shù)具有功能性強、可靠性高、操作簡便、易于維修等特點。

1.功能性強

可編程邏輯控制器是一種專用于工業(yè)控制的電子計算機，其硬件結(jié)構(gòu)與微機的構(gòu)成單元基本一樣，通過可編程序來實現(xiàn)其儲存、記錄和控制等功能。PLC控制器科技含量高、儲存空間大、編程原件多、針對客戶廣、控制功能強的特點非常明顯遙 根據(jù)用途不同袁在不同的領(lǐng)域不停地擴展，通過程序融合的特殊技能，可展示其較高的靈活性和良好的通用性，能對各種工業(yè)機械進(jìn)行有效控制。

2.可靠性高

PLC技術(shù)能夠在惡劣的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中使用，對冶金、煤炭、化工、鑄造等有害氣體、粉塵、易燃易爆等危險場合代替工人很好地完成操作，具有較強的抗沖擊能力和抗電磁干擾能力，比較傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)可靠性更高、完成指令動作更準(zhǔn)確、系統(tǒng)運行更安全。

3.操作簡便

PLC控制系統(tǒng)的編程語言簡單，開發(fā)周期短，設(shè)計、安裝、調(diào)試不是特別復(fù)雜，運作過程不增加工作量。出現(xiàn)新的控制任務(wù)的時候，只需要修改軟件程序則可實現(xiàn)對新任務(wù)的控制；而且控制方案調(diào)整時，硬件無需拆卸，因而調(diào)整過程更加便捷、簡單。

4.易于維修

PLC控制系統(tǒng)故障發(fā)生率低，對于運行狀態(tài)具有強大的自診斷功能遙，能夠?qū)ψ陨淼倪\行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，能夠針對診斷結(jié)果及時修復(fù)還原，具有較高的應(yīng)用可行性。

二、PLC系統(tǒng)的應(yīng)用展望

PLC可以通過編程把人類給它的指令存儲起來，并適時按照這些指令執(zhí)行與之相對應(yīng)的動作，隨著軟件系統(tǒng)的不斷開發(fā)，能把人類要求的效能發(fā)揮到極致，具有令人難以想象的應(yīng)用前景。

1.社會智能化

隨著5G移動通信時代的到來和6G研究的開始，不久的將來將徹底進(jìn)入一個智能化的社會，工業(yè)自動化技術(shù)也要向智能化發(fā)展，PLC控制系統(tǒng)也必將更加智能化，使系統(tǒng)運行更加快捷高效，更加節(jié)約人力資源。

2.機電一體化

作為工業(yè)領(lǐng)域的重要建設(shè)內(nèi)容，實現(xiàn)機電一體化是電氣自動化領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。PLC 信息控制能力，信息處理效率進(jìn)一步提高，會使數(shù)據(jù)處理結(jié)果更加精準(zhǔn)、高效，使企業(yè)在機電一體化中有效地控制成本，獲得更多經(jīng)濟效益。

3.大眾創(chuàng)新化

習(xí)近平總書記說過，大國重器必須掌握在自己手里， 要通過自力更生，倒逼自主創(chuàng)新能力的提升。國家的發(fā)展動力在于創(chuàng)新，工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力就是創(chuàng)新。人類是PLC的主人，大眾是創(chuàng)新的源泉。隨著科技的發(fā)展，電氣自動化控制系統(tǒng)還必將不斷優(yōu)化其功能，控制系統(tǒng)的應(yīng)用將會在大眾創(chuàng)新中做出更大貢獻(xiàn)。

三、工業(yè)自動化PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用策略

目前工業(yè)自動化PLC系統(tǒng)的應(yīng)用還處于起步階段，要不斷完善PLC技術(shù)的理論研究，促進(jìn)技術(shù)的不斷改進(jìn)和優(yōu)化。

1.強化PLC技術(shù)的深度研發(fā)

PLC技術(shù)在創(chuàng)新中問世，在創(chuàng)新中發(fā)展。強化PLC技術(shù)的深度研發(fā)就是要擴大其應(yīng)用，提高軟件與硬件的國產(chǎn)化率，不斷完善控制調(diào)試系統(tǒng)應(yīng)用的理論體系，彌補目前PLC技術(shù)中存在的缺陷，使工業(yè)自動化PLC控制系統(tǒng)更加智能化。

2.構(gòu)建PLC 技術(shù)應(yīng)用和調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)遙

各行各業(yè)的PLC技術(shù)的用途不同，控制內(nèi)容和應(yīng)用范圍也不盡相同。因此，要加快PLC技術(shù)的應(yīng)用和調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)的制訂。有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，才能有利于各行業(yè)間的合作。各行業(yè)間要相互配合，共同完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢測標(biāo)準(zhǔn)等，推進(jìn)PLC技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。

3.加強設(shè)計方與使用方的信息溝通

無論PLC技術(shù)運用在什么地方，都有一個設(shè)計方和運用方進(jìn)行信息溝通的問題。要使PLC 技術(shù)更加符合實際使用目的，對使用過程中出現(xiàn)的問題更要及時向設(shè)計方反饋信息，以促進(jìn)技術(shù)的不斷改進(jìn)和優(yōu)化。

四、PLC 控制系統(tǒng)的程序調(diào)試

程序控制是為了保證PLC系統(tǒng)的功能更好地滿足現(xiàn)場實際運行要求，在投入運行前對系統(tǒng)的組態(tài)及邏輯功能進(jìn)行檢驗和逐步修改完善的重要環(huán)節(jié)，將運行中可能出現(xiàn)的故障消滅在萌芽狀態(tài)。

1.實驗室調(diào)試

顧名思義，實驗室調(diào)試在實驗室內(nèi)進(jìn)行，也是對PLC程序的初次調(diào)試。第一步，先使編程器在脫離主機的狀態(tài)下，使用編程軟件中的“文件檢查”功能，檢查程序語言有無語法和邏輯錯誤，如發(fā)現(xiàn)錯誤及時修改。第二步，將編程器聯(lián)通PLC主機 ，檢查通信口參數(shù)的設(shè)置、PLC和I/O狀態(tài)設(shè)置，對輸入信號和中間接點信號進(jìn)行狀態(tài)強制，觀察相應(yīng)的輸出接點變化是否滿足程序設(shè)計的邏輯要求，對程序邏輯進(jìn)行初步檢查，逐步修改完善，達(dá)到設(shè)計效果。

2.廠家調(diào)試

產(chǎn)品出廠前，在設(shè)備成套組裝廠家進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。通過廠家調(diào)試可以基本確定整個PLC系統(tǒng)的配置合理。調(diào)試步驟：檢查CPU和總線接口的狀態(tài)后接通電源，然后觀察CPU模塊和各接口模塊的指示燈是否開啟，檢查實際PLC系統(tǒng)與程序“通信管理表I/Omap”中遠(yuǎn)程站及站中模塊的設(shè)置是否一致，檢查系統(tǒng)的通信配置。接下來用撥碼開關(guān)制成仿真器連接到輸入模塊的接點上，模擬實際運行情況。根據(jù)輸入信號和限位開關(guān)通斷等現(xiàn)場反饋信號的先后順序撥動相應(yīng)的開關(guān)。 最后，將調(diào)試完畢的各控制功能程序塊連接起來，并觀察編程器及輸出模塊上是否有相應(yīng)的順序輸出，以此考核編程動作是否滿足邏輯要求。調(diào)試模擬不同的工作方式，逐一檢查邏輯圖中的每一條支路，直到看到輸入與輸出在各種情況下都能符合邏輯要求。

3.現(xiàn)場調(diào)試

PLC裝置在完成現(xiàn)場安裝后，要進(jìn)行竣工驗收前的聯(lián)機試車調(diào)試。按照圖紙設(shè)計，將程控系統(tǒng)與執(zhí)行機構(gòu)連接在一起，將檢測儀器安裝在檢測位置后，通過實際操作觀測現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)。調(diào)試中要根據(jù)現(xiàn)場開車實際工況及設(shè)備操作人員的要求對程序進(jìn)行微調(diào)和修改，直至整個系統(tǒng)良好運行。

五、PLC控制系統(tǒng)的現(xiàn)場優(yōu)化

工業(yè)自動化設(shè)備的工作現(xiàn)場環(huán)境往往較差，噪聲和震動都會給PLC控制系統(tǒng)制造一些麻煩， 時不時會出現(xiàn)意想不到的干擾信號，給實時控制帶來一定偏差，使之仿佛失靈。所以還是要加強設(shè)備的點檢和維護(hù)，對于出現(xiàn)的失靈故障采用措施，盡快修復(fù)。在以下方面予以關(guān)注：

1.關(guān)注控制電源電流的輸入輸出

PLC控制系統(tǒng)的電源具有隔離性，要確保電流輸入與輸出性能穩(wěn)定，減輕電流對系統(tǒng)的干擾。如果工作環(huán)境特別惡劣，可在PLC控制系統(tǒng)的電源輸入端接入低通濾波器和變壓器。

2.電源線路與通信線路分開敷設(shè)

電磁干擾容易使通信受到影響，出現(xiàn)通信中斷或者報出假信號袁，繼而造成拒動和誤動。 在布線時要將通電電纜與通信線路分開布置，避免將兩者布置在同一線槽內(nèi)。大功率變壓器和輸變線路也是干擾源，電氣控制單元和通信線路應(yīng)盡量遠(yuǎn)離它遙 。最有效的措施是將通信線纜單獨穿管架空敷設(shè)，方可做好通信線路的抗干擾和防屏蔽。

3.數(shù)字濾波

由于使用設(shè)備的生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境較差，一些低信噪比的模擬量信號，常常會在瞬時遭到某個強大磁場的干擾，使采樣值產(chǎn)生波動而造成信號誤差。在分析了這些錯誤信號確實存在時，可以采用數(shù)字濾波法濾去不需要的信號，從而獲得單純信號遙 。具體做法就是將信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量信號，然后將形成的數(shù)據(jù)按時間序列存入PLC內(nèi)存，再利用數(shù)字濾波程序?qū)ζ溥M(jìn)行處理。

4.軟件容錯

無論是硬件還是軟件，不出現(xiàn)錯誤都是不可能的。為了實現(xiàn)高可靠、高安全性的系統(tǒng)軟件技術(shù)，需要對軟件自身故障進(jìn)行處理，同時可以利用軟件容錯對PLC系統(tǒng)中出現(xiàn)的其他故障一并進(jìn)行處理。傳統(tǒng)的軟件容錯技術(shù)，是利用“多樣性”的冗余來解決軟件本身出現(xiàn)的故障，它們的特點是冗余規(guī)模較大，代價較高，而隨著軟件容錯技術(shù)的發(fā)展，利用的冗余規(guī)模越來越小，軟件容錯新技術(shù)決策較為智能化且容錯覆蓋的范圍較廣。將軟件容錯技術(shù)用于PLC程序的調(diào)試同樣是行之有效的。

六、結(jié)語

科學(xué)技術(shù)永無止境。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用市場的不斷拓展，其將會應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域。PLC技術(shù)在工業(yè)自動化的應(yīng)用剛剛起步，在生活中的應(yīng)用也是前景廣闊，未來必將會從量的飛躍實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。為了適應(yīng)新時代的到來，還有更多知識需要我們?nèi)ヌ接?，還有許多高峰需要我們?nèi)ヅ实恰?br /> 責(zé)任編輯：YYX