淺談PCL可編程控制器在工業(yè)上的應用

鄒睿+周靖超+李夢杰

摘 要：隨著科學技術的快速發(fā)展，PLC可編程控制器在計算機技術的發(fā)展下也取得了快速的進步，由于其具有較多的優(yōu)點，所以在多個行業(yè)內得到廣泛的應用，成為各領域控制系統的核心。本文對PLC可編程控制器的組成和特點進行了分析，并進一步對PLC在工業(yè)上的應用進行了簡要闡述。

關鍵字：PLC可編程控制器;組成;特點;應用

中圖分類號：TM571.61 文獻標識碼：A

1、PLC的結構及原理

PLC是以微處理器為基礎的通用的工業(yè)自動控制裝置，其有效的綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術，所以將PLC作為控制系統的核心，不僅可以有效的減小控制系統的體積，而且其功能和穩(wěn)定性會更好，成本也會有較大程度的降低。同時，PLC在運行時其工作是采用掃描技術來實現的，即PLC的CPU按照一定的速度來完成輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新這一個掃描周期，并不停的進行重復執(zhí)行。

2、PLC可編程控制器的組成

2.1 硬件結構

（1）中央處理單元CPU

中央處理器相當于可編程控制器的大腦，其不僅起著運算器和控制器的功能，而且可以對信息進行處理和控制，實現對整機進行協調的作用，所以CPU性能直接關系到PLC技術指標的實現。在實際工作中，PLC的檔次越高，性能就越好，運算速度越快。

（2）存儲器

控制系統的程序、數據和信息等都可以存儲在存儲器內，也稱為內存;對于存入系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器，它是由控制器廠家進行編寫的，對可編程控制器的程序進行控制及完成。

（3）輸入輸出單元

輸入輸出模塊是PLC與現場I/O裝置或其它外部設備之間的連接部件。PLC通過輸入模塊把工業(yè)設備或生產過程的各種控制信號讀入主機，通過用戶程序的運算與操作，將結果傳輸到輸出模塊。輸出模塊電路將中央處理單元送出的弱電控制信號轉換成現場需要的強電信號輸出，以驅動電磁閥、接觸器、電機等相應的被控執(zhí)行機構。

（4）電源

由于中央處理單元、存儲器和輸入輸出模塊在正常運行過程中，其所需要的電源是直流電源，所以為了使PLC能夠正常的進行工作，則需要利用電源部件將交流電源進行轉變。

（5）編程器

編程器是編制、編輯、調試、監(jiān)控用戶程序的必備設備。它通過通信接口與CPU聯系，完成人機對話的功能。

（6）外部設備

除編程器外還有上位計算機、圖形監(jiān)控系統、打印機、條碼判讀器等，這些外部設備可以通過外部設備接口與主機相連，用以完成相應的控制與操作。

2.2 軟件系統

（1）PLC的軟件程序

軟件程序分為系統程序和用戶程序。系統程序是PLC工作的基礎，采用匯編語言編寫，在PLC出廠時就已固化于ROM的系統程序存儲器中，不需要用戶干預。

（2）編程語言

PLC是采用軟件編程邏輯代替?zhèn)鹘y的硬件布線邏輯，實現控制作用。PLC的編程語言面向被控對象、面向操作者，易于為熟悉繼電接觸器控制電路的廣大電氣工程技術人員理解和掌握。

3、PLC的特點

3.1 可靠性高

PLC系統從其電路結構上看，其采用的為大規(guī)模的集成電路，而且其制造工藝也較為嚴格，同時還采用了抗干擾技術，所以其可靠性較高，而且利用PLC機外電路所構成的控制系統，其接點與繼電接觸器系統相比，其數量有很大程度上的減少，所以有效的降低了運行時的故障率。而且PLC本身還帶有硬件故障自我檢測功能，所以一旦發(fā)現故障可能在第一時間內進行報警。

3.2 適用廣泛

目前在PLC的應用中其已得到不斷的發(fā)展和完善，不僅產品已初具規(guī)模，而且其產品在各種規(guī)模的工業(yè)控制場合都可以應用，而且在邏輯處理功能的基礎上，其數據運算能力也不斷的完善，在各種數字控制領域都得到廣泛的應用。而且隨著PLC功能單元的發(fā)展，其在工業(yè)控制領域中已得到有效的滲透，不僅通信能力得到增強，而且人機界面技術也得到較快的發(fā)展，所以在多種領域其控制系統中都以PLC為其核心。

3.3 建造、維護方便

PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造工作量小、維護方便，容易改造。更重要的是通過程序的改變，可以使同一設備改變生產過程成為可能，為多品種、小批量生產提供了條件。

3.4 體積小、能耗低

以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm，質量小于150g，功耗僅數瓦。由于體積小，很容易裝入機械內部，因此，PLC是實現機電一體化的理想控制設備。

4、可編程控制器的工業(yè)應用

4.1 電器控制器

PLC作為工業(yè)控制裝置，從其結構和功能上可以將其看成是新型的以計算機為內核的電器控制器，也可將其看成是由電器和電路構成的電器控制器。利用可編程控制器進行工作，可以對存儲器中的各種數據依據程序進行處理，這些數據主要都是系統傳感器和主令電器所產生的數據，不僅有數字量也有模擬量，其數據經PLC處理后送到機外，實現對電動機、電磁閥和其他執(zhí)行器的控制工作。它們的動作反映控制系統中的各種事件。因此可以說PLC是依一定的應用程序處理現場各類事件（數據）的機器。

4.2 實現全光網絡

全光網絡以光節(jié)點代替電節(jié)點，節(jié)點之間實現全光化，這也就意味著信息始終以光的形式進行傳輸與交換。目前，全光網絡的發(fā)展雖然是初期階段，但已經顯示出了良好的發(fā)展前景。它具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性，并能提供巨大的帶寬、容量超大、處理速度極高、誤碼率較低，網絡結構簡單，組網非常靈活，可以隨時增加新節(jié)點等優(yōu)點。但是，全光網絡的發(fā)展要與因特網、ATM網、移動通信網等良好地相結合。

5、結語

PLC由于其具有較高的性能和較好的經濟性，而且適應性和可靠性都較強，使用更加的方便，所以在眾多領域的控制系統中都得到廣泛的應用，而且隨著PLC制造成本的下降，功能的不斷過磅，其市場發(fā)展前景將會更加廣闊。