PLC在工业电子自动化控制中的运用分析

       PLC具有较强的抗干扰能力，是PLC在工业电子自动化控制中应用的重要前提条件。PLC 具有较强的抗干扰能力是因为它能够通过逻辑判断对干扰进行识别，并根据不同的干扰类型采取不同措施对其进行消除。而PLC具有较强的抗干扰能力，则是因为它具有较强的硬件保护措施和软件保护措施。
    1 PLC在工业电子自动化控制中的主要功能和特点
       PLC是一种通用的数字运算操作的电子计算机，它采用微处理器作为控制核心，具有较强的数据处理能力和逻辑判断能力，具有体积小、结构简单、操作方便、功能强大等优点。在工业生产中，PLC可以将传统的继电器控制系统进行有效替代，这样不仅能够简化传统工业控制系统的结构和功能，还能提高工作效率。PLC在工业电子自动化控制中的主要功能有以下几个 方面：第一，PLC能够完成对工业电子设备的自动控制，并实现对生产过程中各种工艺参数进行调整；第二，PLC能够将数据信息传递给计算机，使计算机通过处理后发出控制信号，进而实现对设备的自动控制；第三，PLC具有较强的抗干扰能力。在工业生产中，由于工作环境比较恶劣、干扰较多等原因会导致设备发生故障或出现故障隐患。如果不能及时发现并解决这些问题，就会给设备使用寿命造成影响。因此在工业生产过程中，应加强对PLC的抗干扰能力培养。
       1.1 完善的硬件保护措施
       在PLC控制系统中，硬件保护措施主要包括：第一，防止PLC干扰源进入系统，应对PLC 的输入信号进行屏蔽处理。在PLC系统中，输入信号的类型和数量较多，这就需要对输入信号进行有效处理，这样才能保证其安全性。在对输入信号进行屏蔽处理时，可以使用磁珠和屏蔽线来实现。第二，在PLC系统中应设置有效的接地系统。通常情况下，PLC系统的接地应符合相关标准规定。此外，还应注意PLC系统中各个模块之间的连接方式。只有这样才能确保设备正常工作。第三，在对PLC控制系统中各个模块进行连接时，应将所有的模块都连接到同一根电缆上，以防止模块之间出现信号干扰现象。如果部分模块的信号传输距离较远，则需要在中间设置一台变压器。因为电缆长度较长时会增加电流消耗、线路损耗等现象发生的概率。
       1.2 可靠的软件保护措施
       PLC在工业电子自动化控制中的软件保护措施主要体现在以下几个方面：第一，设置定时中断程序。定时中断程序是指在PLC控制系统中设置一些定时触发信号，当检测到某一参数发生变化时，就会产生中断信号。一旦该信号被触发，PLC就会根据设定好的程序对控制系统进行自动处理，进而保证工业电子自动化控制系统能够正常运行。第二，设置硬件保护措施。 硬件保护措施主要指在PLC控制系统中设置一些硬件保护开关或继电器等来防止外界因素对 PLC系统的影响。第三，设置自动恢复程序。自动恢复程序是指在工业生产中当出现故障时，PLC会自动将之前的程序进行恢复，进而保证工业生产正常运行。第四，设置软件锁。软件锁主要是指在工业生产中PLC能够通过程序锁实现对一些重要数据信息的保护。例如在工业生产中当设备发生故障时，系统会自动将软件锁上，只有对相应的程序进行解锁后才能正常工作。这样不仅能保证工业生产正常运行，还能避免由于人为操作造成的损失。
       1.3 较强的抗干扰能力
       在工业生产中，经常会受到来自外界的干扰，如：电磁场干扰、高频信号干扰、低频干扰、电磁辐射、交流电通过线路相互传播产生的干扰等。这些干扰会导致PLC工作出现问题，影响PLC正常运行，甚至使整个工业控制系统出现故障。因此为了保证PLC能够正常运行，就必须采取措施对这些干扰进行消除。在工业生产中，可以采取以下措施来消除对PLC造成的干扰：首先，为了防止电磁场对PLC产生影响，可以采用屏蔽技术对外部电磁进行屏蔽；其次，为了防止高频信号对PLC产生影响，可以采用滤波技术将高频信号进行处理。滤波技术可以有效抑制高频信号对PLC的影响；第三，为了避免电磁辐射对PLC产生影响，可以将PLC放置在较为安静的环境中进行工作；第四，为了避免交流电通过线路相互传播产生的干扰问题，可以将PLC与电网相连。例如：将一个电压为220V的交流电源通过电缆引入到PLC中后，若此时该电源产生的电压为110V，就会导致PLC出现问题；第五，为了防止工业电子自动化控制系统出现故障时会出现信息丢失和数据信息不完整问题，应采用双绞线将PLC与计算机连接起来。当计算机中的程序执行完毕后再断开计算机与PLC之间的电缆。此外还应注意到在工业电子自动化控制系统中使用的电源变压器等设备会产生大量的电磁干扰。为了避免这种情况发生，应将 屏蔽电缆与计算机电缆进行有效分离。此外还要注意的是在工业生产中要保证供电系统运行正常。
       1.4 良好的编程习惯
       在PLC应用中，良好的编程习惯对系统运行具有重要作用。良好的编程习惯要求在PLC设计、编写和调试阶段都要对程序的结构进行优化，并合理设置程序指令和梯形图。首先，设计阶段需要先对程序的总体结构进行设计，然后再根据需要添加必要的控制功能。在设计阶段，需要根据被控对象的动作顺序和工艺要求，合理选择控制方式。其次，编写PLC程序时要严格按照标准进行。在编写PLC程序时应注意以下几点：一是要按照顺序编程；二是要使用循环语句来实现控制目的；三是要将控制流程编写得更加清晰、简单；四是要尽量避免重复指令和循环语句。最后，调试阶段应先检查PLC程序是否正确无误，然后再进行相关功能的测试。在调试阶段中，应根据PLC程序的具体要求和控制要求对其进行多次调试。如果调试不成功，则应先查找问题所在，然后再采取相应措施对其进行解决。
    2 PLC在应用中需要注意的问题
       （1）提高抗干扰能力。PLC内部具有较多的晶体管，当外部干扰信号进入到PLC内部时，就会对PLC的运算和逻辑等功能造成影响。因此，为了保证PLC在工业电子自动化控制中的正常运行，需要做好干扰问题的解决。在设计和安装过程中，要对控制系统进行屏蔽处理，尽量减少外部干扰信号进入到系统内。
       （2）PLC安装环境要有足够的稳定性。在工业电子自动化控制中，PLC会受到各种电磁干扰，因此为了提高系统运行的稳定性，在设计和安装过程中，应该保证设备和PLC之间具有较好的屏蔽作用。另外，为了确保PLC的运行不受到干扰，还需要保证设备安装环境稳定可靠。
       （3）尽量降低干扰。在工业生产过程中，由于工作人员操作失误等原因会对设备造成一定程度的影响。为了减少干扰问题对设备产生的影响，需要在工业电子自动化控制中采取措施降低干扰问题带来的影响。如在控制系统中设置抗干扰电路，使工作人员能够采取措施避免干扰。
       （4）保障供电质量。在工业电子自动化控制中应用PLC时，由于其需要消耗较多电能， 因此供电质量是影响PLC正常工作的重要因素之一。为了提高PLC供电质量，需要采取措施降低干扰问题对系统产生的影响。
    3 PLC技术的发展及特点
       PLC技术在工业生产中的应用主要是以PLC控制器为核心，通过计算机来控制整个工业生产过程。PLC控制技术在工业生产中的应用，主要是根据工业生产的实际情况，通过对各种信息进行收集和处理，来实现对整个生产过程的控制。PLC技术在工业电子自动化控制中的应用具有以下几个方面的特点：
       （1）可靠性高。PLC系统具有较高的可靠性，能够保证在工业生产过程中不会出现故障。由于PLC控制系统具有较高的可靠性，因此在实际应用过程中不容易受到外界因素的影响，提高了整个控制系统的运行稳定性。
       （2）灵活性强。在PLC控制系统中，可以通过计算机来对其进行控制，因此在整个控制系统中可以实现对各种信息进行收集和处理。例如，当工业生产过程出现故障时，可以通过计算机对故障信息进行及时反馈和处理，为工作人员提供可靠的依据，避免出现安全事故。在 PLC控制系统中应用计算机技术可以提高系统运行的稳定性和可靠性。
       （3）操作方便。在工业电子自动化控制中应用PLC技术时，可以通过计算机对设备进行 操作，这使整个控制系统具有较强的可操作性。而且操作人员还可以根据不同的生产需求来进行相应的操作，这样既提高了整个控制系统的可靠性和安全性，也方便了工作人员操作。
       3.1 PLC在工业自动化中的应用
        （1）PLC在工业自动化控制中的应用可分为两类：一类是可编程逻辑控制器；另一类是PLC，两者在工业自动化控制中的应用具有较大区别。由于PLC在工业电子自动化控制中应用的特殊性，其具有较高的可靠性和稳定性，因此PLC在工业自动化控制中具有良好的应用前景。
       （2）可编程逻辑控制器是一种基于微处理器技术的可编程逻辑控制器，其内部具有较多的软件模块，可以完成各种复杂运算。其基本结构包括中央处理单元、存储器以及输入输出单元等部分，通过对各种输入、输出信号进行收集，实现对数据进行运算和控制。PLC在工业自动化控制中应用可编程逻辑控制器可以完成对数据的分析处理，通过分析处理后实现对系统的控制。
       （3）PLC在工业自动化控制中应用时，主要是利用其编程功能来实现对各种工业设备进行控制，如PLC具有较高的抗干扰能力，可以保证程序正常运行。PLC在工业自动化控制中应用还可以提高控制系统的抗干扰能力和稳定性，使PLC在工业生产过程中能够发挥出更好的作用。
       3.2 PLC在我国发展的现状及前景
       PLC的应用在我国已经有几十年的历史了，当前PLC的功能已经十分完善，具有较高的可靠性和安全性，因此在我国工业电子自动化控制中得到了广泛应用。但是，当前PLC还存在一些不足之处，如可靠性和抗干扰能力较差等。随着技术的不断发展，PLC也将向着更高的自动化水平迈进。
    4 提高PLC系统抗干扰能力的措施
       （1）合理设计布线。在设计PLC系统的时候，需要将电源线和信号线分开布置，尽量避免相互交叉，同时还要避免出现回路交叉问题。因为信号线中存在高频干扰，而电源线中会产生较多的低频干扰，因此，需要在设计布线时将两者分开。此外，信号线和电源线不能平行走线，否则会影响信号的正常传输，同时也会给干扰信号进入PLC系统造成机会。为了防止干扰信号进入PLC系统，首先需要对供电线路进行合理设计，采取一些抗干扰措施。比如在电源变压器中加装滤波电容、在PLC输入端和输出端安装电抗器、在PLC输入端安装电流限制器等。此外，为了防止接地系统干扰，可以利用屏蔽电缆将PLC系统与其他设备隔离开来。同时还应该加强对电缆的管理工作，对于需要连接到PLC系统的设备和电缆都需要做好检查工作。
       4.1 隔离
       隔离就是将干扰源与PLC系统之间进行隔离，使其不能对PLC系统产生干扰。PLC系统在运行过程中，因为受到电磁干扰，导致设备运行不稳定。因此，需要在PLC系统和其他设备之间安装隔离变压器，将其与PLC系统进行隔离开来。此外，还需要将信号线与电源线分开布置。当PLC系统工作时，会产生较大的电压和电流，如果直接使用电源线对信号线进行供电， 就会影响信号的正常传输。如果采用隔离变压器供电，那么可以使信号线和电源线分开，从而避免出现干扰问题。另外还应该对交流电源和直流电源进行隔离，通过降低交流电流的幅值来减少电压脉冲。比如可以通过在PLC系统与变频器之间安装隔离变压器，将变频器的输入端与输出端进行隔离；也可以将PLC系统与其他设备进行隔离，如将变频器与继电器等设备进行隔离。如果只是需要对设备进行供电和控制，那么可以利用信号线或电源线将设备与PLC系统进行隔离。
       4.2 接地
       首先，为了防止静电干扰，可以采用静电屏蔽措施。其次，为了防止公共电位干扰，需要采用分离的接地体。最后，还需要在PLC系统的输入端、输出端以及其他一些线路上采取合理的接地措施。
       正确选择接地点。在设计PLC系统时，需要对设备进行接地处理，在某些情况下还可以将接地系统和动力电缆分开安装。同时还应该尽量选择相对独立的接地系统，避免将多个接地体连接在一起。此外，还需要注意屏蔽作用和滤波作用的合理运用。
       充分利用PLC内部的程序处理单元和逻辑处理单元等抗干扰功能。在设计PLC系统时，要充分利用好这两个功能单元。在程序处理单元中可以采用指令滤波、逻辑处理和指令检测等功能，这样可以有效减少干扰信号对PLC系统造成的影响；逻辑处理单元中可以采用地址编码、地址切换和地址检测等功能，这样可以有效减少干扰信号对PLC系统造成的影响。
        4.3 屏蔽
       （1）屏蔽电缆。为了防止干扰信号进入PLC系统，在使用屏蔽电缆时，需要采用双绞线，其中屏蔽层需要处于电缆的外部，而且屏蔽层不能与设备外壳直接相连。另外，为了防止出现电磁辐射问题，可以将PLC系统与电力系统进行隔离处理。如果需要与外部设备连接，应该选用双绞线。在PLC系统使用屏蔽外壳时，需要选择金属材料制成的外壳。此外，还需要注意以下几个方面：首先，PLC系统外壳要远离动力电缆以及电力电缆；其次，要对屏蔽外壳进行合理布线；再次，要合理设置屏蔽层的位置；最后，还应该保证屏蔽外壳与动力电缆的连接正确可靠。
       （2）电源隔离。PLC系统在工作时会产生大量的噪声和电磁干扰信号，为了避免这些干扰信号对PLC系统造成影响，可以采用电源隔离技术来保证PLC系统的正常工作。
     5 结束语
       综上所述，PLC作为一种通用计算机，在工业生产中得到了广泛应用。它具有体积小、功能强、可靠性高等特点，能够满足工业生产对自动化控制的需求，并且易于操作和维护，同时还能减少工作人员的劳动强度，提高工作效率。
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