PLC技术在工业自动化中的应用探索

[摘要]伴随我国经济的飞速发展，科学技术在此方面的应用也越来越广泛，逐渐向自动化方向发展，适时出现的PLC技术迅速被普遍应用于多个行业，尤其是在自动化中的运用受到人们的高度重视。本文主要研究了PLC技术在半自动计量包装机改造中和某铁矿选矿厂的应用，经过实际运用，可以看到此技术运用方便，操作简单，得到了社会的普遍认可。

[关键词]PLC 技术工业自动化 应用

[中图分类号]F407.67 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0081-01

PLC技术被广泛应用于工业生产的多个领域，和以前科技水平比较，此项技术具有易于操作、工作效率高等优势，有力推进了工业生产的自动化进程。

一、应用于计量充填包装机

1 设备硬件构成和工作原理

半自动计量充填包装机由下面这些组件构成：充填主要机器、配电设备、电子秤、电脑设备。运用的计算方法是反馈跟踪旋转式。具体工作理论是利用调节脉冲数和脉冲频率，来改变电机转动的速度和方向。

2 设备存在的问题

这种包装机在运用当中有一些问题需要解决，这些问题是：螺旋杆在送入粉剂的时候，不能保证粉数量的准确性，并且很快就会出现发热现象，容易出现葡萄糖粉烧毁情况，不能保证填人的粉剂数量准确，重量过大或过小，有时还会出现堵塞现象，就要进行清理，浪费了工作时间，影响了生产速度，不利于正常生产，出现这种现象主要原因就是步电机，这个问题急切需要解决。

3 改造方法

针对上面的问题，现在运用较高技术水平的伺服电机代替步电机，运用PLC技术主导控制，使用HIM进行信息交换，这种形式的配置能够使伺服驱动器可以发送任何频率和脉冲数量，任意变换电机的运转速度和方向，有效解决了填料数量的准确性问题，不再出现电机运转较慢时的振动情况，PLC技术在此方面的有效运用，迅速得到了广泛的推广，推进了工业自动化发展的速度。

4 HIMNPLC的应用

HIM在当中所起的重要作用就是根据实际需要随时改变向驱动器发出的频率和脉冲数量，同时它还能够查看电机的工作情况和运转不正常现象。利用固定的操作方式任意设定传送出的脉冲数量和频率，同时也能够进入查看状态查看电机的运转情况，如果出现机器运转异常，马上按下停止键，在HIM设好传送频率和脉冲量以后，就可以进入工作状态，操作指令传到PLC，依照命令进入工作状态，电机得到传来的运转信号，开始运转，使得充填包装机的螺旋管按预先设定的速度和方向开始转动，总之，PLC技术应用于半自动计量包装机一直发展至今，操作方便，该机器运行稳定，有效提高了包装机的填料准确性，不再出现螺旋杆上的烧毁现象，全面解决了改造前出现的所有问题，经过这方面的改进工作，使得机器的自动化程度加强，以前一直纠缠在人们头脑中的问题得到解决，有效降低了人们的劳动强度，提高了劳动效率，并且易于操作，安全性能极高，有利于在本领域大力推广。

二、PLC在某TF的应用

该选矿厂采用了PLC技术，建成了磨选自动控制系统，提高了该工厂的自动化水平，使该工程矿厂成为我国目前自动化水平较高的示范工厂之一。

1 系统的总体结构和功能

该选矿厂铁矿用PLC自动控制系统采用了集散控制系统结构，该系统结构在目前已被广泛运用。系统根据工艺和设备运行的相关特点，采用用SIEMENS S7-400控制器和I/O分布式结构，该系统有一主站五个分站，PLC和两台工控机及各分站之间用PROFIBus-DP通讯。其中工控机主要负责设备的监控，主站负责数据的处理，各分站主要负责采集相关的信号。

2 系统的设计特点

2.1 综合自动化控制系统对系统的开放性和可扩展性作了充分的考虑；

2.2 系统采用了冗余技术，实现了服务器、实时数据库以及监控站的冗余，采用了计算机系统自诊断技术，选用的网络具有较强的可靠性和实时性，检测仪表采用了可靠、耐用的非接触式仪表。

3 系统的主要功能

3.1 对该工厂的电气设备的运行状态进行监控和信号联络；

3.2 在生产过程中进行自动控制和监视；

3.3 可以进行手动操作方式和计算机操作之间的无扰转换；

3.4 进行生产过程的优化控制；

3.5 给生产管理系统预留了数据接口。

该工厂厂为了解决以上问题，采用了模糊的控制方法，选择了其中的三个主要参数，将这三个参数作为模糊控制去的输入，随着这些参数的不断变化，就能反映出当前机械设备的工作状况。模糊控制器依据这些参数的变化进行模糊判定，给出特定的给矿原则，然后控制器就会调整变频器，实现产量目的，这样就避免了单因素检测所造成的弊端。对于工厂来说，追求最大效率的前提就是生产的稳定，因此在这一方面的控制可以减轻劳动强度，同时对生产的稳定所起到的作用也很关键。该系统采用了进口的超声波料位计作为检测元件，使得原料始终保持在合适的范围，从而减轻了工人的劳动强度，在一定程度上提高了生产的效率。

4 可靠性措施

为了适应控制现场会受到高温、灰尘、有害气体和各种电磁的干扰，使得整个系统的可靠性得到进一步提高，系统采取了三种措施：

4.1 对电源的滤波和输入输出信号进行相应处理，在电源的进线处，设置隔离变压器和具有高抗干扰稳压电源；在一些通道设置了光电隔离器，这样就可以滤除从电网窜入的干扰，如果主回路启停，继电器吸合等电流冲击时，系统都能正常进行工作。

4.2 克惯性超调。该系统采用消除电流振荡的方法有：软件滤波，即在软件上去掉超出信号范围的检测值；在模数转换的输入端接人滤波电容，将瞬变的干扰信号滤去。

4.3 接地处理，在有模数转换的地方要注意模拟地和数字地，要防治系统各部分电路共地，从而保证整个系统可靠的工作。该系统采用的接地方式是浮地式，上位电源和各个接口电路板不共地，将系统的模拟地和数字地彻底进行分开了。

由于PLC技术具有操作方便、效率高等优点，从一定程度上加快了工业生产的自动化程度，因此越来越多的被各行各业所应用，PLC技术在对半自动计量充填包装机的设备改造中的应用中，从结果可以看出，该技术运用完全可行，大大提高了包装机充填螺旋杆的充填精度，抑制了螺旋杆上的结块和碳化现象，完全解决了在改造前的一系列问题，经过改造之后，提高了自动化程度，长期困扰的问题也得到了解决，大大提高了生产效率，而且系统操作方便，运行可靠；PLC技术在某工厂厂中的应用，其工艺达到了设计要求，在一定程度上降低了生产成本，同时还降低了劳动强度，提高了操作工人的劳动条件，实现了自动化建设。总之，PLC技术在工业领域的应用越来越广泛，提高了生产的自动化程度。