分析探究PLC可編程序控制器應用的未來發(fā)展

摘 要：目前，PLC可編程控制系統(tǒng)主要應用在工業(yè)行業(yè)，在部分特定領域，傳統(tǒng)的繼電式的系統(tǒng)已經(jīng)成果淘汰品，隨著微電子科技技術的不斷進步與發(fā)展，PLC可編程序控制器技術水平逐步提高，其應用普及開來，未來的發(fā)展趨勢也逐漸明朗起來，本文作者針對可編程序控制器的產(chǎn)生、應用及未來發(fā)展作主要論述。

關鍵詞：可編程序控制器；自動化；未來發(fā)展

可編程序控制器也就是我們俗稱的PLC，是一種通過進行數(shù)字運算進行操作的電子系統(tǒng)，其存儲器是可編程的，能夠對用戶的指令進行存儲，按照用戶固有的指令程序進行邏輯運算，以及定時計數(shù)、算數(shù)操作等，同時通過參數(shù)化的模擬輸入，輸出信息控制機械生產(chǎn)?？删幊绦蚩刂破鞯某霈F(xiàn)是工業(yè)自動化控制的衍生，伴隨著工業(yè)自動化的不斷發(fā)展，以微型處理器為核心的可編程序控制器，再應用計算機技術以及自動化技術，功能逐漸多元化并不斷增強，可能在不久的將來，隨著更多先進技術的不斷融入，可編程序控制器的定義將會得到補充與完善?？删幊炭刂破髯詥柺酪詠恚瑥慕泳€邏輯發(fā)展到存儲邏輯，一直到現(xiàn)在的邏輯控制的數(shù)字控制階段，功能性無疑逐漸增強，應用領域隨之擴大，不僅實現(xiàn)了單體設備的控制，到過程集散式控制以及遠程自動化控制的模式發(fā)展，如今在可編程序控制器在處理參數(shù)、模擬量、以及數(shù)字信息的運算，人機交互方面都取得了巨大的進步，在工業(yè)控制領域，可編程控制器儼然成為了工業(yè)發(fā)展中的主流，并發(fā)揮著越來越大的作用。

一、PLC可編程序控制器概述

1.歷史中的可編程序控制器

20世紀60年代，第一臺可編程序控制器在美國問世，最初的功能僅僅包括邏輯、定時、計數(shù)等，控制器功能單一、結構簡單，特別是硬件配置上在當時社會集成電路無法進行大規(guī)模甚至是量產(chǎn)的情況下，以磁芯存儲器為核心的可編程序控制器的儲存量與指令量是有限的，而且在功能使用方面，控制器機型較少，體積較大，無法在各個方面普及開來，隨著70年代，集成電路的發(fā)展與推廣，可編程序控制器也隨之發(fā)生了巨大的進步，功能性方面的增強主要表現(xiàn)在能與計算機接口相連并增加數(shù)值運算、模擬運算等，隨著軟件自我診斷程序的出現(xiàn)，可編程序控制器的可靠性得到進一步提升；一直到80年代，微處理器的技術水平達到一定高度，單片機微處理器以及半導體存儲器也大規(guī)模的普及開來，可編程序控制器處理器增加，數(shù)據(jù)處理能力大大提升，對于遠程通信及I/O也開始支持，另外輔助功能上，浮點運算、三角函數(shù)、列表等輔助功能也逐漸被涵蓋進可編程序控制器中，容錯率得到提高；到90年代，計算機信息化浪潮促使網(wǎng)絡技術普及應用，32位微處理器構成的超大規(guī)模集成電路無疑已經(jīng)完全將傳統(tǒng)邏輯控制裝置取代，并不斷的擴大其應用領域。

2.可編程序控制器的組成及工作原理

正如上文可編程序控制器的含義中所述，可編程控制器其實質作為工業(yè)控制計算機，系統(tǒng)的組成主要包括：處理器，能進行邏輯處理和數(shù)字運算的中央處理器，是整個系統(tǒng)的“大腦”核心，控制系統(tǒng)，并協(xié)調各個部分的工作；存儲器，主要同于存放用戶指令與邏輯變量相關信息；接口電路，連接PLC可編程序控制器與外界設備聯(lián)系的主要方式，如I/O接口、顯示器接口以及設備擴展接口；電路，信號的輸入、輸出主要通過信號轉換方式經(jīng)設備放大處理后進行其他方向的傳遞；最后就是系統(tǒng)電源，也就是保證設備運轉的能源，也隨著科學技術的不斷發(fā)展變得高效起來。

PLC可編程序控制器的工作原理：按照用戶要求將編好的程序存儲到CPU中，工作時控制器按照邏輯算法周期性的循環(huán)掃描指令程序，經(jīng)過輸入信號采集、程序執(zhí)行以及輸出構成工作周期，完成整個運行過程。

二、可編程序控制器在工業(yè)中的應用與發(fā)展

1.自動化領域中的可編程序控制器

我國PLC技術目前在金屬冶煉、石油開采、化工建材、機械制造、交通運輸?shù)戎T多行業(yè)領域得到廣泛的使用，其中主要的功能使用上，包括：（1）開關邏輯控制。一定程度上會，開關邏輯控制對傳統(tǒng)繼電器電路的更新?lián)Q代具有促進作用，比如簡單的順序控制，因此在多機群的自動化生產(chǎn)線上，還是具有很大的使用空間，例如注塑機、組合機床等；（2）過程控制。在工業(yè)加工的過程中間，加工條件、溫度、濕度、壓力等模擬變量的存在需要相應的PLC控制算法來進行計算處理，形成主要的閉環(huán)控制；（3）運動控制。自驅動步進電機或伺服電機時，需要進行圓周運動或直線運動，在單軸或者多軸位置控制模塊得到廣泛應用，如機床、電梯等；（4）數(shù)據(jù)處理。PLC的處理器隨著性能的提升能夠進行復雜的數(shù)學運算，如矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算等，在對數(shù)據(jù)進行轉換、傳送的過程中，數(shù)據(jù)的采集、分析、處理需要進行統(tǒng)一的表、位操作；（5）網(wǎng)絡通信。在現(xiàn)代可編程序控制器中，PLC需要與外界及其他智能設備之間進行通訊，如工廠自動化的發(fā)展，就以此為基礎不斷開發(fā)利用。

2.可編程序控制器的發(fā)展趨勢

可編程序控制器在不斷發(fā)展的道路上，具有可靠性高、抗干擾能力強，能夠在各種條件下甚至極端惡劣的環(huán)境中穩(wěn)定工作，同時PLC的功能完善、適用性強，各種規(guī)模、各種系列化的產(chǎn)品均已形成，不僅展現(xiàn)了強大的數(shù)據(jù)運算能力，在科學控制領域的高精度化，CNC數(shù)控加工中心、人機交互界面等各種控制系統(tǒng)中，得到進步一開發(fā)，另外，其操作性簡便，易于管理、學習。正因為如此豐富的功能與特點，可編程序控制器未來的發(fā)展是備受關注的，當前的研究熱點主要分為以下幾個方面：（1）產(chǎn)品規(guī)?；l(fā)展以及產(chǎn)品微型化發(fā)展，隨著微型處理器技術的不斷成熟，未來的PLC將會呈現(xiàn)“集成化”的發(fā)展，功能拼接更加多元化；（2）智能模塊，CPU本身制造出來的初衷就是智能化的操縱，自身獨立工作，與主機用戶并行操作，在智能模塊中，語音處理模塊、智能通訊模塊以及智能控制模塊技術均已穩(wěn)步發(fā)展；（3）機電一體化，機械與電子信息技術的集合，是將所有開發(fā)展產(chǎn)品的機械工作機構與PLC微電子控制模塊、傳感器、以及中轉執(zhí)行機構糅合的意向綜合性科學，具有很強的前瞻性，與戰(zhàn)略性，是自動化的基礎，因此在不久的將來，可編程序控制器的發(fā)展，不僅取決于產(chǎn)品本身的發(fā)展，還取決于可編程序控制器與其他設備結合的進一步深化，通過PCL將功能、資源、機械技術、管理系統(tǒng)結合起來，在未來工業(yè)的發(fā)展中，具有舉足輕重的作用及地位。

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