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PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)與通信技術(shù)研究論文
摘要：隨著計(jì)算技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也在發(fā)生著巨大的轉(zhuǎn)變，在目前工業(yè)化生產(chǎn)中，信息技術(shù)已經(jīng)在生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)中得到了深入的應(yīng)用，從設(shè)備的控制管理、物資分配到生產(chǎn)分配等整個(gè)過程中進(jìn)行作用，此外，還與日常的企業(yè)管理以及商業(yè)的運(yùn)作等相互的聯(lián)系，使得整個(gè)企業(yè)中的工商運(yùn)作過程逐漸的成為一個(gè)更為緊密的整體。在目前的自動(dòng)化車間中，通過現(xiàn)場(chǎng)的總線實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)步驟的相互連接，PLC在其中的控制需要通過PROFUBUS的連接來發(fā)揮作用，使得智能化的設(shè)備在其中發(fā)揮作用。由目前的情況進(jìn)行分析，可以得知，在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中，PLC的研究具有重要的意義，能夠直接的促進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)中生產(chǎn)效率的提升。
關(guān)鍵詞：PLC；信息通信技術(shù)；智能化；自動(dòng)控制
可編程邏輯運(yùn)算控制器（ProgarmmableLogicCon-troller，簡(jiǎn)稱PLC）,在目前的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用較為廣泛，在生產(chǎn)的過程中，自動(dòng)化生產(chǎn)線中通信技術(shù)的應(yīng)用是十分重要的，齊總分為不同的工作組進(jìn)行具體的操作過程，PLC控制過程主要有幾個(gè)步驟：首先是供應(yīng)原料，第二是進(jìn)行產(chǎn)品的加工和生成，第三步是產(chǎn)品的組成和包裝，第四步是負(fù)責(zé)產(chǎn)品的傳送，租后一組則是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的分類。在控制的過程中，PLC需要通過設(shè)備之間的控制，實(shí)現(xiàn)工作的過程，主要是由連接主站、從站以及不同的系統(tǒng)接入點(diǎn)進(jìn)行控制。
1PLC的基本特點(diǎn)
在PLC進(jìn)行系統(tǒng)控制的過程中，需要實(shí)現(xiàn)信息的接受以及發(fā)送，因此在運(yùn)作的過程中，主要依靠著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在信息的接受以及發(fā)送的過程中，需要通過程序的設(shè)置來達(dá)到不同的應(yīng)用效果。在目前的程序應(yīng)用中，主要的由兩種不同的程序構(gòu)成來組成，其一是在系統(tǒng)的出場(chǎng)之后，廠家在內(nèi)部設(shè)置一定額的應(yīng)用程序；其二是在實(shí)際的應(yīng)用過程中，應(yīng)用者根據(jù)不同的生產(chǎn)需求實(shí)現(xiàn)的程序的設(shè)置[1]。在使用的過程中，需要對(duì)于程序的兩個(gè)特性進(jìn)行關(guān)注，其中最為主要的一點(diǎn)是在應(yīng)用過程中穩(wěn)定性，能夠使得整個(gè)的生產(chǎn)過程始終能夠保持其穩(wěn)定的運(yùn)行，同時(shí)產(chǎn)品的品質(zhì)可以表現(xiàn)的較為平衡，使得用戶的體驗(yàn)較佳；另外，在生產(chǎn)過程中，用戶根據(jù)自我的需求進(jìn)行程序的控制以及調(diào)整，能夠有效的應(yīng)對(duì)在這一過程中，生產(chǎn)條件以及生產(chǎn)需求的變化，使得整個(gè)生產(chǎn)的過程能夠更為適應(yīng)于用戶的特殊需求，實(shí)現(xiàn)靈活化的生產(chǎn)。
2網(wǎng)絡(luò)連接與通信技術(shù)
2.1連接的基本實(shí)現(xiàn)
在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接的過程中，信息的傳播以及傳達(dá)可以在生產(chǎn)的過程中，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的到達(dá)，并根據(jù)于此在生產(chǎn)的過程中實(shí)現(xiàn)即時(shí)的調(diào)整，使得自動(dòng)化的生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)智能化的管理。在目前的PLC通信設(shè)備的構(gòu)成中，包括著不同的組成部分，PLC中的通信內(nèi)容，需要在不同的設(shè)備之間進(jìn)行傳輸，需要關(guān)注傳輸過程中網(wǎng)絡(luò)的交互性以及穩(wěn)定性，使得傳輸?shù)膬?nèi)容能夠及時(shí)在不同的設(shè)備間得到傳輸以及應(yīng)用。隨著觸摸控制的廣泛應(yīng)用，目前的控制器也采取了觸摸技術(shù)的應(yīng)用，在控制的過程中，能夠更加及時(shí)以及便利的達(dá)到工作的目的。此外，也有需要進(jìn)行注意的問題，即是在操作的過程中，需要謹(jǐn)慎的進(jìn)行系統(tǒng)的操作以及控制，防治由于觸碰系統(tǒng)的應(yīng)用不當(dāng)而在信息的傳播中出現(xiàn)問題。在PLC與計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)的情況下，可以實(shí)現(xiàn)在不同的裝置間的交互控制，也可以在一臺(tái)控制機(jī)器上安裝多個(gè)PLC的控制操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在不同系統(tǒng)間交互操作。
2.2人機(jī)界面的應(yīng)用以及傳輸?shù)南到y(tǒng)
2.2.1人機(jī)界面的應(yīng)用在系統(tǒng)的控制中，需要通過人機(jī)界面的指令傳輸以及傳輸反饋來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，因此在人機(jī)界面的應(yīng)用過程中，需要對(duì)于指令信號(hào)的進(jìn)行關(guān)注，其中有，復(fù)位、開始以及停止等控制的內(nèi)容需要通過人機(jī)界面之間的操作來實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。PLC的數(shù)據(jù)在觸摸屏上顯示，通過觸摸屏還可以隨時(shí)知道PLC的狀態(tài)，并通過電子觸屏進(jìn)行管控，是相對(duì)智能的人機(jī)交互界面。PLC還可以連接網(wǎng)絡(luò)、與其他軟件進(jìn)行功能升級(jí)，對(duì)PLC進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，進(jìn)行只能管理與升級(jí)[2]。在很多實(shí)際的應(yīng)用功效中，工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，多采用分散控制與集中管理的模式，一臺(tái)上位機(jī)監(jiān)控多臺(tái)PLC，構(gòu)成分散式布控網(wǎng)絡(luò)。2.2.2傳輸?shù)南到y(tǒng)在傳輸系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)過程中，需要與前文中提到的生產(chǎn)線中五個(gè)構(gòu)架之間的相互連接，來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在目前的應(yīng)用中。西門子的可編程邏輯控制器的應(yīng)用較為廣泛，因此現(xiàn)在以西門子作為例子，進(jìn)行具體的說明。在五個(gè)不同的工作組中，都需要單獨(dú)的機(jī)器來實(shí)現(xiàn)操作以及控制，在此基礎(chǔ)上組成一個(gè)生產(chǎn)的整體[3]。在自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)中共有5個(gè)工作組，這5個(gè)工作組可以組成一個(gè)完整的加工系統(tǒng)，也可以單獨(dú)生產(chǎn)，各工作組包含一臺(tái)S7—200系列的西門子PLC，組與組之間分為主站和從站，主站為輸送站，與從站之間的控制主要采用的是PPI協(xié)議的通信方式，串行通信采用RS485的網(wǎng)絡(luò)控制。生產(chǎn)線的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示：自動(dòng)化生產(chǎn)線裝置的組成與各個(gè)工作單元的基本工作任務(wù)及功能具有密切的聯(lián)系。在自動(dòng)化生產(chǎn)裝置的應(yīng)用過程中，需要注意到不同的生產(chǎn)過程之間信息的相互連接性，根據(jù)不同的生產(chǎn)需求構(gòu)成一個(gè)整體的過程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的控制的穩(wěn)定與平衡。2.2.3系統(tǒng)的完整運(yùn)作過程在系統(tǒng)的運(yùn)作過程中，需要通過不同的變量控制來實(shí)現(xiàn)不同部分之間的完整過程，其中包括四種主要的控制過程，有邏輯程序的控制、模擬數(shù)量的控制以及工作過程的控制，并全過程的控制。在運(yùn)行的的過程中，需要對(duì)于邏輯的控制給予高度的關(guān)注，使得整個(gè)控制的過程能在平穩(wěn)的預(yù)設(shè)條件中運(yùn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制的標(biāo)準(zhǔn)化以及生產(chǎn)過程效率的提升。在PLC的運(yùn)作過程中，需要對(duì)于傳輸?shù)某绦蛐盘?hào)的順序進(jìn)行掃描，了解指令中的具體指示方向。通過信號(hào)的接受以及信號(hào)的掃描輸入，在此后需要通過信號(hào)的輸出過程進(jìn)行開始之前實(shí)現(xiàn)信號(hào)的刷新過程，使得整個(gè)信號(hào)以及指令在進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中，能夠及時(shí)的到達(dá)以及及時(shí)的進(jìn)行傳輸。在系統(tǒng)的運(yùn)作過程中，對(duì)于整個(gè)運(yùn)作的內(nèi)容在不斷的進(jìn)行反復(fù)的運(yùn)作，在這一過程中，系統(tǒng)的工作人員需要在系統(tǒng)的運(yùn)作過程中實(shí)現(xiàn)即是的監(jiān)控，由于在傳輸?shù)倪^程中一般的情況下系統(tǒng)具很高的穩(wěn)定性，但是不排除在特殊因素的影響之下，系統(tǒng)的傳輸會(huì)出現(xiàn)一系列的誤差，導(dǎo)致在自動(dòng)化的生產(chǎn)過程中出現(xiàn)一些生產(chǎn)的問題。
3西門子PPI通信技術(shù)的應(yīng)用
3.1PPI的通信系統(tǒng)構(gòu)成
在進(jìn)行使用的過程中，信息的傳達(dá)在主站以及從站之間會(huì)形成一種標(biāo)準(zhǔn)的輸入以及輸出的方式，使得信息的傳達(dá)能夠在不同的站點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一信息以及指令的即時(shí)共享，在這一過程中，需要用戶關(guān)注信息傳輸內(nèi)容指令的具體實(shí)現(xiàn)方式，是的信息的在傳輸之中，能夠遵循著一定的規(guī)律進(jìn)行傳輸。在信息的傳輸中，主站與從站之間存在著傳輸?shù)膮f(xié)議，需要保證不同站點(diǎn)之間信息傳輸?shù)臅尺_(dá)性，使得信息的傳輸能夠以即時(shí)的方式進(jìn)行輸出以及輸入，保證每個(gè)生產(chǎn)的步驟之間具有密切的連接性。主站可以對(duì)任何從站下達(dá)指令，從站接受到主站的信號(hào)后，進(jìn)行呼應(yīng)，從站設(shè)備不能主動(dòng)發(fā)出信息，只有主站設(shè)備發(fā)出信號(hào)后從站才可以做出回應(yīng)信息[4]。主站設(shè)備在進(jìn)行傳輸信息的過程中，是重要的信息接受以及發(fā)送的主體，在日常的應(yīng)用過程中又稱之為主要站點(diǎn)或者是主要的設(shè)備，需要進(jìn)行集中的維護(hù)以及管理。在其后的過程中，傳輸?shù)男畔⒁约敖邮艿膶?duì)象從主要的設(shè)備轉(zhuǎn)移的從站中，從站與主站的不同之處在于程序設(shè)置中的區(qū)別，在控制的過程中發(fā)揮著不同的功用，事實(shí)上，在機(jī)器的類型上，沒有明顯的區(qū)別。PPI網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間與傳輸方式：PP通訊協(xié)議屬于一種異步協(xié)議，該協(xié)議通過對(duì)雙膠線的屏蔽實(shí)現(xiàn)通訊功能的生成，它是在西門子STEP7-Micro/WIN編程軟件上傳與下載程序的功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的，傳輸通過USB接口和RS232來完成。
3.2PPI網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成
在網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成過程中，需要根據(jù)不同的內(nèi)容的設(shè)備之間，構(gòu)成相互的連接，在此基礎(chǔ)上構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)信息傳輸?shù)目偝绦�，因此，在間應(yīng)用的過程中，需要注意網(wǎng)絡(luò)之間的連接通達(dá)性，分別在不同的網(wǎng)絡(luò)中得到實(shí)現(xiàn)。在這一過程中，設(shè)備與設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性，以及系統(tǒng)的整體構(gòu)成中的網(wǎng)絡(luò)通達(dá)性，都是需要重視的問題。在主站的PPI網(wǎng)絡(luò)中，需要對(duì)于不同的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成以及信息的傳輸進(jìn)行統(tǒng)合，使得信息能夠在網(wǎng)絡(luò)的傳輸過程中根據(jù)正確的傳輸內(nèi)容，以及傳輸?shù)姆较騺磉M(jìn)行。PPI網(wǎng)絡(luò)的單主站主要包含PG或PC、HMI和CPU，其中PG或PC帶有STEP7-Micro或WIN的操作軟件，HMI可以作為主站的設(shè)備使用，單主站中的CPU可以是一個(gè)，亦可包含多個(gè)CPU，而CPU作用很大，可以作為主站發(fā)揮作用[5]。
4結(jié)束語
在目前的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的通信技術(shù)的運(yùn)作中，已經(jīng)得到了一定程度的發(fā)展，其中觸控的研究以及控制在目前已經(jīng)進(jìn)行的較為充分。PLC在應(yīng)用的過程中，表現(xiàn)出明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，其中主要的有，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)造完善、數(shù)據(jù)的傳輸穩(wěn)定、價(jià)格較低以及工作效率較高等不同的優(yōu)勢(shì)。在應(yīng)用的過程中，需要將這些優(yōu)勢(shì)進(jìn)行發(fā)揮，推動(dòng)生產(chǎn)。在我國的工業(yè)過程進(jìn)程中，逐漸需要實(shí)現(xiàn)高度的自動(dòng)，并且需要在目前信息技術(shù)的發(fā)展過程中，實(shí)現(xiàn)高度的智能化，以適應(yīng)與目前的社會(huì)工業(yè)設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。進(jìn)行控制的實(shí)現(xiàn)設(shè)備是從國外進(jìn)行引用的，在可選擇的產(chǎn)品品種上較為狹窄，實(shí)際的使用過程中有許多的限制，影響了生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展。這些因素在今后的研究過程中，都需要進(jìn)行不斷的研究，促進(jìn)生產(chǎn)的進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)：
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[2]劉紅泉,張帆.基于PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的通信技術(shù)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2016(16).
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