PLC在工业自动化中的应用

2023-01-05

1 PLC在工业技术中的应用与实例

1.1 PLC工业自动化应用

一直以来, 可编程序控制器简称PLC在工业自动化控制方面发挥着巨大作用, 为各种各样的自动化控制设备提供了广泛、可靠的控制应用。PLC主要能够为自动化控制应用提供安个可靠和比较完善的解决方案, 适合当前自动化工业企业的需要。随着计算机技术和通信技术的发展, 工业控制领域有了翻天覆地的变化, 而PLC不断地采用新技术以及增强系统的开放性, 在工业自动化领域中的应用范围不断扩大。

PLC将计算机技术、自动控制技术和通讯技术融为一体, 成为实现单机、车间、工厂自动化的核心设备, 见图1所示, 其具有可靠性高、抗干扰能力强、组合灵活、编程简单、维修方便等诸多优点。随着技术的进步, 其控制功能由简单的逻辑控制、顺序控制发展为复杂的连续控制和过程控制, 成为自动化领域的三大技术支柱。特别是在机器人、CAD/CAM方面有着广泛的应用, 主要应用的技术领域有:顺序控制、过程控制、位置控制、生产过程的监控和管理、结合网络技术等。把PC中的技术, 如视窗操作系统和网络等向PLC领域融合、渗透和集成的技术称为PLC的商业技术。近年来PC在自动化中的应用领域也在扩大 (如用计算机的CNC和DCS等) , 把PC技术作为一种补充技术用于PLC中, 集成起来, 目的是嵌入应用, 是软控制器, 能实现实时延伸, 它只用廉价的芯片组就可进行浮点运算, 用Window CE上的开发工具比原来的PLC编程更容易。

1.2 PLC在卷烟工业应用及实例

为保持和增强企业竞争力, 卷烟企业的技术进步必须与国际发展趋势保持同步, 从国际自动控制技术发展趋势来看, 随着产品市场竞争的加剧, 工业企业对工业过程控制提出了更高的要求, 同时新技术的发展和新产品的应用也为工业过程控制技术的发展提供了条件。本部分针对烟草卷烟工业系统的PLC控制部分和现场总线, 介绍了基于PLC开发的烟草包装的原理及流程, 从而在一定程度上展示了PLC控制在卷烟工业中的应用。

本控制系统采用SIEMENS公司S7-400、S7-300系列PLC作为主控制器, 系统原理见图2所示, 通过PLC控制部分的I/O模块、中断模块、温度模块对整体线进行监测控制, 并且通过DP总线或INTERBUS总线处理设备大量数据交换;通过主站和DP从站I/O模块实现传感器总线之间数据的传输和接收;工控机和PLC由DP总线或CAN总线连接, 通过工控机显示现场的检测结果和信息诊断, 实现双向数据交换, 还可以与最上层以太网联网实现信息共享。

通过本控制系统, 见图4方便了现场布局, 而且可以对整体现场的温度传感器、油、气压开关、在线质量检测器故障诊断等有关数据及时明确反馈, 通过PLC完成对现场温度、在线质量检测的控制, 使用的方便性和通用型较好, 极大地提高了生产的效率, 实现了全自动检测控制。

2 PLC工业领域应用的发展趋势

工业自动化生产线的首要目标是保证产品质量, 生产过程不可能进行过多的人工干预, 产品质量的保证只能依赖在线质量检测设备和仪器, 监视产品质量参数, 为控制器提供准确的测量值和检测状态。长期以来PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场, 为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案, 适合于当前工业企业对自动化的需要。

在烟草企业方面, 国内卷烟企业经过多年的努力, 工业过程控制经过继电器控制, PLC控制、集中监控, 到现在的工业现场总线控制技术和管控一体化控制系统, 为国内卷烟企业自动化、信息化打下了良好的基础。如今, 工业企业现代化改造的方向是全而实现企业的自动化向信息化方向发展, 现代工业企业自动化的特征是自动控制技术、物流技术、信息技术的综合应用。为了满足卷烟企业提出的提质降耗、精细加工、小批多品、开发新品、管理控制结合的新需求, 卷烟企业自动控制技术的发展趋势向着网络化、智能化、数字化发展, 并且向实时在线质量检测、实时数据自动采集、设计调试手段和工具、故障自诊断技术、数据自动管理等一系列先进技术发展。

3 结语

本文从可编程控制器的产生和发展过程, 分析了可编程控制器PLC发展和应用领域, 并且举例在卷烟工业自动化中的应用方面, 对PLC应用中的问题进行了广泛地分析, 体现了卷烟行业PLC的先进性、稳定可靠性、安全性、可扩展型、可维护性、可操作性的优点。PLC与DCS相结合的控制系统发展很快, 两者相互渗透、相互融合、相互竞争, 己成为当前工业控制系统的发展趋势。由此而产生的现场控制技术不仅是工业控制系统的必然趋势, 同时也已成为控制理论新的研究方向, 它为工业自动化实施先进的控制策略创造了条件, 也使计算机通信等相关技术得到了迅速发展。

摘要：本文从可编程控制器的产生和发展过程, 分析了可编程控制器PLC发展和应用领域, 特别是在卷烟工业自动化中的应用方面, 对PLC应用中的问题进行了广泛地分析, 系统体现了卷烟行业PLC的先进性、稳定可靠性、安全性、可扩展型、可维护性、可操作性的优点, 分析了国内外工业生产发展的趋势, 对于提升整体工业技术自动化科技水平和竞争力有着十分重要的意义。

关键词：可编程控制器,PLC,工业自动化