淺談工業(yè)自動(dòng)化中PLC的應(yīng)用

劉亞欣

摘 要：隨著社會(huì)與工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，可編程邏輯控制器在自動(dòng)化領(lǐng)域的運(yùn)用十分廣泛，并且隨著技術(shù)的進(jìn)步和創(chuàng)新，系統(tǒng)的開放性正在逐步的增強(qiáng)。PLC實(shí)質(zhì)上是一種計(jì)算機(jī)，并主要用于工業(yè)控制，其在硬件結(jié)構(gòu)等方面與微機(jī)相類似?，F(xiàn)階段PLC產(chǎn)品已經(jīng)具有系列化以及標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，有多個(gè)品種的硬件供用戶進(jìn)行選擇。本文首先對(duì)工業(yè)自動(dòng)化中PLC進(jìn)行概述，然后對(duì)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域PLC的應(yīng)用進(jìn)行研究，最后對(duì)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域PLC的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探索。

關(guān)鍵詞：工業(yè)自動(dòng)化；PLC；應(yīng)用

PLC是一種電子裝置，主要在工業(yè)的環(huán)境之下對(duì)數(shù)字運(yùn)算進(jìn)行操作。此裝置主要是對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行運(yùn)用，這種存儲(chǔ)器可以對(duì)程序進(jìn)行編制。其主要是在內(nèi)部存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)算術(shù)、邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù)、順序運(yùn)算以及計(jì)時(shí)進(jìn)行執(zhí)行，并且通過模擬式或者數(shù)字式的方式進(jìn)行輸入以及輸出，對(duì)生產(chǎn)過程或者是類型各異的機(jī)械進(jìn)行控制。隨著技術(shù)的逐漸進(jìn)步和成熟，工業(yè)自動(dòng)化中PLC的應(yīng)用范圍正隨著領(lǐng)域的擴(kuò)大而不斷擴(kuò)大。

一、工業(yè)自動(dòng)化中PLC概述

（一）PLC的含義。隨著工業(yè)化的普及，PLC的應(yīng)用也越來越廣泛。PLC的種類特別多，其編程方法、結(jié)構(gòu)型號(hào)、指令系統(tǒng)、性能以及容量等都不相同，其側(cè)重點(diǎn)以及試用的場(chǎng)合也各不相同。所以在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)用的過程中，PLC的應(yīng)用逐漸變得重要。PLC是可編程邏輯控制器的簡(jiǎn)稱，具有非常多的優(yōu)點(diǎn)，其中包括：容易改造、可靠性強(qiáng)、能耗低、體積小、功能完善、重量輕、抗干擾性強(qiáng)、易學(xué)易用、硬件配套齊全以及受技術(shù)人員歡迎等。

自從將PLC推出之后，技術(shù)的革新正在不斷的發(fā)生著變化，控制技術(shù)也逐漸變得成熟。已經(jīng)有很多新型的PLC正在不斷的推出，其性價(jià)比以及功能也在不斷的發(fā)展和提升。PLC的使用的技術(shù)主要包括：對(duì)技術(shù)進(jìn)行管理、對(duì)位置進(jìn)行控制、生產(chǎn)監(jiān)控、對(duì)過程進(jìn)行控制、對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行綜合以及對(duì)順序進(jìn)行控制等。

（二）PLC的特點(diǎn)。（1）使通信協(xié)議能夠統(tǒng)一?，F(xiàn)階段使用的PLC通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)具有國(guó)際化的特點(diǎn)，是國(guó)際級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)。不僅為商家之間產(chǎn)品信息的聯(lián)系提供了很大的便利，也使用戶間的聯(lián)系得到促進(jìn)，使通信的開放度得到增加。（2）將現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)與總線進(jìn)行結(jié)合。將PLC與現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行結(jié)合的一個(gè)最主要的原因就是，很多生產(chǎn)PLC的企業(yè)與總線的提供企業(yè)是同一家，因?yàn)楝F(xiàn)階段的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)屬于國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)，所以在運(yùn)行過程中使用最多的主要是傳感器接口以及執(zhí)行器。（3）通信程序的設(shè)計(jì)逐漸變得簡(jiǎn)單。隨著技術(shù)的進(jìn)步以及發(fā)展，PLC進(jìn)行自動(dòng)接收以及發(fā)送變得越加簡(jiǎn)單，只需要對(duì)一側(cè)的程序進(jìn)行編寫就可以使用。為了使程序編寫工作量得到減少，很多企業(yè)還專門對(duì)接口軟件以及專用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

二、工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域PLC的應(yīng)用

為了使企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力得到增強(qiáng)或者是保持，工業(yè)企業(yè)的發(fā)展水平需要與世界先進(jìn)水平保持一致，根據(jù)現(xiàn)有國(guó)際工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì)，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)面臨著加劇。工業(yè)企業(yè)的發(fā)展為自動(dòng)化控制的實(shí)施提出了更為具體的要求，與此同時(shí)新產(chǎn)品與新技術(shù)的應(yīng)用和開發(fā)為工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展提供了前提和基礎(chǔ)。

從一開始，PLC就在自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著非常重要的作用，為非常多的自動(dòng)化設(shè)備提供了可靠的應(yīng)用。PLC的主要功能就是為工業(yè)自動(dòng)化提供比較完善又可靠的解決方案，使工業(yè)自動(dòng)化的需求得到相應(yīng)的滿足。隨著通訊以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制領(lǐng)域產(chǎn)生了非常大的變化，而因?yàn)镻LC具有開放性以及創(chuàng)新性，所以其應(yīng)用范圍也在不斷的進(jìn)行擴(kuò)大。

（一）聯(lián)網(wǎng)以及通信。隨著控制技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化控制水平也有了較大的提高。在對(duì)PLC進(jìn)行制造的過程中，對(duì)其通信功能的完善十分重視。各個(gè)廠家也逐漸的退出了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?，F(xiàn)階段的PLC大都具有通信所需的接口，可以更加方便的使數(shù)據(jù)通信以及傳遞等功能完成。

（二）對(duì)過程進(jìn)行控制。對(duì)過程進(jìn)行控制主要是指對(duì)各種模擬量，包括流量、溫度以及壓力等進(jìn)行閉環(huán)控制。PLC能夠?qū)Ω鞣N類型的控制以及算法程序進(jìn)行編制，從而使閉環(huán)控制得以實(shí)現(xiàn)。大多數(shù)的閉環(huán)控制系統(tǒng)主要采用的調(diào)節(jié)方法是PID調(diào)節(jié)，基本上大中型的可編程邏輯控制器中都安裝有PID模塊，并且一些小型的PIC也會(huì)安裝PID模塊。在過程控制中，應(yīng)用較為廣泛的包括鍋爐控制、熱處理、冶金以及化工行業(yè)。

（三）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理?，F(xiàn)階段的PIC具有很多功能，包括查表、數(shù)據(jù)傳送、位操作、數(shù)據(jù)排列以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)需要與保存在存儲(chǔ)器里的數(shù)值進(jìn)行比較，然后對(duì)操作進(jìn)行完成，也能夠?qū)?shù)據(jù)輸送到其它的裝置中，然后對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程的操作和控制。一般是在沒有人控制的柔性大型控制系統(tǒng)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。與此同時(shí)，它也在食品工業(yè)、冶金以及造紙等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。

（四）對(duì)開關(guān)量進(jìn)行邏輯控制。對(duì)開關(guān)量進(jìn)行邏輯控制是

PLC領(lǐng)域最廣泛、最基本的應(yīng)用?，F(xiàn)階段的工業(yè)應(yīng)用中，PLC逐漸將繼電器系統(tǒng)進(jìn)行取代。這樣做可以使邏輯控制以及順序控制同樣實(shí)現(xiàn)，不僅可以用它來對(duì)單臺(tái)設(shè)備進(jìn)行控制，也可以使流水線的自動(dòng)化以及多機(jī)群控得到控制。其在生產(chǎn)線的包裝過程中、印刷機(jī)、注塑機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床以及磨床中應(yīng)用十分廣泛。

（五）對(duì)模擬量進(jìn)行控制。 可以將需要控制對(duì)象的基本特征作為模板，對(duì)它的功能模塊進(jìn)行合理的組裝，組裝完成后，此控制系統(tǒng)的功能將十分完美，從而使系統(tǒng)活動(dòng)能夠得到靈活的控制。它的組成模塊主要包括以下四方面：一是模擬量的控制模塊；二是高速計(jì)數(shù)模塊；三是位置控制以及I/O模塊；四是主機(jī)模塊。模擬量控制模塊不僅使控制系統(tǒng)中的精確度得到提高，使一系列的熱處理過程得到嚴(yán)格控制，還使過程的維護(hù)工作以及控制設(shè)計(jì)有了極大的方便。對(duì)模擬量進(jìn)行控制不僅使儀表控制系統(tǒng)中比較難以維護(hù)的局面被打破，也使科技的發(fā)展和進(jìn)步得以體現(xiàn)。

三、在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域PLC的發(fā)展趨勢(shì)

在工業(yè)自動(dòng)化的過程中，對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行構(gòu)建的主要目標(biāo)就是使產(chǎn)品的質(zhì)量得到確保。在對(duì)實(shí)踐進(jìn)行管理的過程中，不能對(duì)過多的人工進(jìn)行引入，不然會(huì)對(duì)應(yīng)用過程產(chǎn)生干預(yù)。質(zhì)量是否能得到保障主要依賴于檢測(cè)設(shè)備和儀器。只有對(duì)質(zhì)量的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，才能使控制器測(cè)量的數(shù)值以及檢測(cè)狀態(tài)呈現(xiàn)準(zhǔn)確。在對(duì)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)踐時(shí)，應(yīng)該將PLC作為工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主要戰(zhàn)場(chǎng)，這樣可以為自動(dòng)化的儀器以及設(shè)備的應(yīng)用控制提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。PLC不僅能為工業(yè)的自動(dòng)化控制提供了比較安全、可靠和完善的解決方案，也為工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)化運(yùn)行提供了全新的生產(chǎn)需求。目前在各類生產(chǎn)企業(yè)中，通過很多年不懈的努力，在對(duì)工業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行控制的過程中，控制領(lǐng)域逐漸對(duì)繼電器、PLC、工業(yè)總線技術(shù)、一體化管控等階段進(jìn)行經(jīng)歷，并為以后的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

現(xiàn)代化的工業(yè)企業(yè)能使主體的自動(dòng)化發(fā)展得以實(shí)現(xiàn)，主要依賴于對(duì)自動(dòng)化物流技術(shù)、控制技術(shù)以及信息技術(shù)進(jìn)行綜合，然后對(duì)管控結(jié)合、新產(chǎn)品與項(xiàng)目的開發(fā)以及節(jié)能減耗等創(chuàng)新目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)化技術(shù)與PLC的發(fā)展逐漸向著智能化、數(shù)字化以及網(wǎng)絡(luò)化邁進(jìn)。對(duì)質(zhì)量檢測(cè)進(jìn)行綜合的實(shí)踐、實(shí)時(shí)的對(duì)自動(dòng)化數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、對(duì)調(diào)試手段進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)、對(duì)調(diào)試工具進(jìn)行創(chuàng)新、對(duì)故障進(jìn)行全面的診斷并開發(fā)以及對(duì)數(shù)據(jù)采用自動(dòng)化的管理模式。只有這樣，才能在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)自動(dòng)化中的可持續(xù)發(fā)展、科學(xué)、創(chuàng)新、高效、全面以及穩(wěn)步進(jìn)行促進(jìn)。

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