PLC是可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicControlle）的縮寫。PLC實(shí)質(zhì)是一種合并了互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)、通信等多種技術(shù)為一體的控制裝置。隨著數(shù)字時(shí)代信息化技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)的發(fā)展勢(shì)如破竹，突飛猛進(jìn)。適用于閉環(huán)控制、開(kāi)關(guān)量控制及邏輯順序控制的PLC正在工業(yè)自動(dòng)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(lái)越高。研究工業(yè)自動(dòng)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(duì)控制技術(shù)的發(fā)展與完善不無(wú)裨益。
一、PLC技術(shù)的特點(diǎn)
微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，使人們將之用于各類機(jī)械控制成為可能，這就有了PLC技術(shù)，可以運(yùn)用不同軟件去完成不同的任務(wù)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展進(jìn)步，PLC技術(shù)具有功能性強(qiáng)、可靠性高、操作簡(jiǎn)便、易于維修等特點(diǎn)。
1.功能性強(qiáng)?？删幊踢壿嬁刂破魇且环N專用于工業(yè)控制的電子計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)與微機(jī)的構(gòu)成單元基本一樣，通過(guò)可編程序來(lái)實(shí)現(xiàn)其儲(chǔ)存、記錄和控制等功能。PLC控制器科技含量高，儲(chǔ)存空間大，編程原件多，針對(duì)客戶廣、控制功能強(qiáng)的特點(diǎn)非常明顯。根據(jù)用途不同，在不同的領(lǐng)域不停地?cái)U(kuò)展，通過(guò)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(duì)各種工業(yè)機(jī)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(duì)冶金、煤炭、化工、鑄造等有害氣體、粉塵、易燃易爆等危險(xiǎn)場(chǎng)合代替工人很好地完成操作。具有較強(qiáng)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(dòng)作更準(zhǔn)確，系統(tǒng)運(yùn)行更安全。
3.操作簡(jiǎn)便。PLC控制系統(tǒng)的編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)周期短，設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試不是特別復(fù)雜，運(yùn)作過(guò)程不增加工作量。出現(xiàn)新的控制任務(wù)的時(shí)候，只需要修改軟件程序則可實(shí)現(xiàn)對(duì)新任務(wù)的控制；而且控制方案調(diào)整時(shí)，硬件無(wú)需拆卸，因而調(diào)整過(guò)程更加便捷、簡(jiǎn)單。
4.易于維修。PLC控制系統(tǒng)故障發(fā)生率低，對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)具有強(qiáng)大的自診斷功能。能夠?qū)ψ陨淼倪\(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，能夠針對(duì)診斷結(jié)果及時(shí)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(guò)編程把人類給它的指令存儲(chǔ)起來(lái)，并適時(shí)按照這些指令執(zhí)行與之相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，隨著軟件系統(tǒng)的不斷開(kāi)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(huì)智能化。隨著5G移動(dòng)通信時(shí)代的到來(lái)和6G研究的開(kāi)始，不久的將來(lái)將徹底進(jìn)入一個(gè)智能化的社會(huì)。工業(yè)自動(dòng)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(yùn)行更加快捷高效，更加節(jié)約人力資源。
2.機(jī)電一體化。作為工業(yè)領(lǐng)域的重要建設(shè)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化是電氣自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。PLC信息控制能力、信息處理效率進(jìn)一步提高，會(huì)使數(shù)據(jù)處理結(jié)果更加精準(zhǔn)、高效，使企業(yè)在機(jī)電一體化中有效地控制成本，獲得更多經(jīng)濟(jì)效益。
3.大眾創(chuàng)新化。習(xí)近平總書記說(shuō)過(guò)，大國(guó)重器必須掌握在自己手里。要通過(guò)自力更生，倒逼自主創(chuàng)新能力的提升。國(guó)家的發(fā)展動(dòng)力在于創(chuàng)新，工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(huì)在大眾創(chuàng)新中做出更大貢獻(xiàn)。
三、工業(yè)自動(dòng)化PLC控制實(shí)訓(xùn)設(shè)備系統(tǒng)的應(yīng)用策略
目前工業(yè)自動(dòng)化PLC系統(tǒng)的應(yīng)用還處于起步階段，PLC技術(shù)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(qiáng)化PLC技術(shù)的深度研發(fā)。PLC技術(shù)在創(chuàng)新中問(wèn)世，在創(chuàng)新中發(fā)展，強(qiáng)化PLC技術(shù)的深度研發(fā)就是要擴(kuò)大其應(yīng)用，提高軟件與硬件的國(guó)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(bǔ)目前PLC技術(shù)中存在的缺陷，使工業(yè)自動(dòng)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)。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(cè)標(biāo)準(zhǔn)等，推進(jìn)PLC技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。
3.加強(qiáng)設(shè)計(jì)方與使用方的信息溝通。無(wú)論P(yáng)LC技術(shù)運(yùn)用在什么地方，都有一個(gè)設(shè)計(jì)方和運(yùn)用方進(jìn)行信息溝通的問(wèn)題，要使PLC技術(shù)更加符合實(shí)際使用目的，對(duì)使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題更要及時(shí)向設(shè)計(jì)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(chǎng)實(shí)際運(yùn)行要求，在投入運(yùn)行前對(duì)系統(tǒng)的組態(tài)及邏輯功能進(jìn)行檢驗(yàn)和逐步修改完善的重要環(huán)節(jié)，將運(yùn)行中可能出現(xiàn)的故障消滅在萌芽狀態(tài)。
1.實(shí)驗(yàn)室調(diào)試。顧名思義，實(shí)驗(yàn)室調(diào)試在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，也是對(duì)PLC程序的初次調(diào)試，第一步，先使編程器在脫離主機(jī)的狀態(tài)下，使用編程軟件中的“文件檢查”功能，檢查程序語(yǔ)言有無(wú)語(yǔ)法和邏輯錯(cuò)誤，如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤及時(shí)修改。第二步，將編程器聯(lián)通PLC主機(jī)，檢查通信口參數(shù)的設(shè)置、PLC和I/O狀態(tài)設(shè)置，對(duì)輸入信號(hào)和中間接點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行狀態(tài)強(qiáng)制，觀察相應(yīng)的輸出接點(diǎn)變化是否滿足程序設(shè)計(jì)的邏輯要求，對(duì)程序邏輯進(jìn)行初步檢查，逐步修改完善，達(dá)到設(shè)計(jì)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(guò)廠家調(diào)試可以基本確定整個(gè)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(kāi)啟，檢查實(shí)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(lái)用撥碼開(kāi)關(guān)制成仿真器連接到輸入模塊的接點(diǎn)上，模擬實(shí)際運(yùn)行情況。根據(jù)輸入信號(hào)和限位開(kāi)關(guān)通斷等現(xiàn)場(chǎng)反饋信號(hào)的先后順序撥動(dòng)相應(yīng)的開(kāi)關(guān)。最后，將調(diào)試完畢的各控制功能程序塊連接起來(lái)，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(dòng)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(chǎng)調(diào)試。PLC裝置在完成現(xiàn)場(chǎng)安裝后，要進(jìn)行竣工驗(yàn)收前的聯(lián)機(jī)試車調(diào)試。按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)，將程控系統(tǒng)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接在一起，將檢測(cè)儀器安裝在檢測(cè)位置后，通過(guò)實(shí)際操作觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。調(diào)試中，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)車實(shí)際工況及設(shè)備操作人員的要求對(duì)程序進(jìn)行微調(diào)和修改，直至整個(gè)系統(tǒng)良好運(yùn)行。
五、PLC控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)化
工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的工作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境往往較差，噪聲和震動(dòng)都會(huì)給PLC控制系統(tǒng)制造一些麻煩，時(shí)不時(shí)會(huì)出現(xiàn)意想不到的干擾信號(hào)，給實(shí)時(shí)控制帶來(lái)一定偏差，使之仿佛失靈。所以還是要加強(qiáng)設(shè)備的點(diǎn)檢和維護(hù)，對(duì)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(duì)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(kāi)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(bào)出假信號(hào)，繼而造成拒動(dòng)和誤動(dòng)。在布線時(shí)要將通電電纜與通信線路分開(kāi)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。最有效的措施是將通信線纜單獨(dú)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(chǎng)環(huán)境較差，一些低信噪比的模擬量信號(hào)，常常會(huì)在瞬時(shí)遭到某個(gè)強(qiáng)大磁場(chǎng)的干擾，使采樣值產(chǎn)生波動(dòng)而造成信號(hào)誤差。在分析了這些錯(cuò)誤信號(hào)確實(shí)存在時(shí)，可以采用數(shù)字濾波法濾去不需要的信號(hào)，從而獲得單純信號(hào)。具體做法就是將信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字量信號(hào)，然后將形成的數(shù)據(jù)按時(shí)間序列存人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(cuò)。無(wú)論是硬件還是軟件，不出現(xiàn)錯(cuò)誤都是不可能的。為了實(shí)現(xiàn)高可靠、高安全性的系統(tǒng)軟件技術(shù)。需要對(duì)軟件自身故障進(jìn)行處理，同時(shí)可以利用軟件容錯(cuò)對(duì)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(cuò)技術(shù)，是利用“多樣性”的冗余來(lái)解決軟件本身出現(xiàn)的故障，它們的特點(diǎn)是冗余規(guī)模較大，代價(jià)較高。而隨著軟件容錯(cuò)技術(shù)的發(fā)展，利用的冗余規(guī)模越來(lái)越小，軟件容錯(cuò)新技術(shù)決策較為智能化且容錯(cuò)覆蓋的范圍較廣。將軟件容錯(cuò)技術(shù)用于PLC程序的調(diào)試同樣是行之有效的。
六、結(jié)語(yǔ)
科學(xué)技術(shù)永無(wú)止境。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用市場(chǎng)的不斷拓展，其將會(huì)應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域。PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)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(lái)必將會(huì)從量的飛躍實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。為了適應(yīng)新時(shí)代的到來(lái)，還有更多知識(shí)需要我們?nèi)ヌ接?，還有許多高峰需要我們?nèi)ヅ实恰?/span>