淺析PLC的發(fā)展及應(yīng)用前景

黃永彬

摘 要：進(jìn)入到新的發(fā)展階段之后，我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)獲取了明顯的發(fā)展，此時(shí)科技以及工藝等取得了明顯的進(jìn)步。比如可編程序控制器，簡(jiǎn)稱PLC，就是一個(gè)非常明顯的表現(xiàn)。作者簡(jiǎn)述了該技術(shù)的形成過(guò)程，分析了它在行業(yè)中的應(yīng)用特征和今后的發(fā)展趨勢(shì)等。

關(guān)鍵詞：PLC；發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用前景＼

PLC工藝自從出現(xiàn)一直到今天，已經(jīng)從最初的接線邏輯發(fā)展到了儲(chǔ)存邏輯，它的功能在不斷的增加，目前被大量的應(yīng)用到很多的行業(yè)之中。當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)高速發(fā)展的社會(huì)，目前的半導(dǎo)體工藝以及電腦科技等非常發(fā)達(dá)，PLC借助這些技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)可以很好的處理網(wǎng)絡(luò)接口了?？偟膩?lái)說(shuō)，該項(xiàng)工藝非常受行業(yè)人士的青睞。

1 PLC控制技術(shù)概論

該系統(tǒng)是一種專門用到工藝生產(chǎn)工作之中的數(shù)控系統(tǒng)，它把電腦科技以及自控工藝等有效的融合到一起，它是目前行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，它的穩(wěn)定性非常高。除此之外，它還具有強(qiáng)大的應(yīng)對(duì)干擾水平，它的編程步驟不繁瑣，而且便于維護(hù)。由于工藝不斷發(fā)展，此時(shí)它的控制活動(dòng)已經(jīng)能夠從最初的單一化邏輯控制，發(fā)展到目前的持續(xù)性控制。

2 PLC的發(fā)展趨勢(shì)

我們堅(jiān)信，該項(xiàng)技術(shù)一定會(huì)獲取更為顯著的發(fā)展。站在技術(shù)的層面上來(lái)看，由于目前電腦等優(yōu)秀的科技被大量的應(yīng)用到PLC上面，因此我們堅(jiān)信在不久的將來(lái)，就會(huì)出現(xiàn)運(yùn)算速率更加快速，容量更加龐大，更為先進(jìn)的產(chǎn)品。站在規(guī)模的層面上來(lái)分析，完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；站在市場(chǎng)的層面上來(lái)分析，今后的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)更加的激烈，會(huì)發(fā)生壟斷現(xiàn)象，屆時(shí)將會(huì)有全球通用的編程語(yǔ)；通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展態(tài)勢(shì)可以得知，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。

3 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域

PLC是以自動(dòng)控制技術(shù)，微計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的新一代工業(yè)控制裝置，伴隨微處理工藝的發(fā)展，該項(xiàng)技術(shù)必然會(huì)獲取顯著的進(jìn)步，而且也會(huì)在很多的行業(yè)之中獲取穩(wěn)定的發(fā)展。當(dāng)前，其應(yīng)用范圍非常廣，比如：通用和專用機(jī)械，機(jī)床與工具，汽車制造，立體倉(cāng)庫(kù)，過(guò)程控制，控制與裝置儀表，控制設(shè)備制造、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)。而且還在不斷的朝著別的方向擴(kuò)展。PLC的應(yīng)用機(jī)械控制占87%，過(guò)程控制占58%。運(yùn)動(dòng)控制占40%，批量控制占26%，自診斷占18%圈，使用情況及分類如下。

3.1 開(kāi)關(guān)邏輯量控制

它是該工藝的最基礎(chǔ)應(yīng)用，它能夠進(jìn)行邏輯控制活動(dòng)，不但能夠用來(lái)控制單一設(shè)備，同時(shí)還能夠應(yīng)對(duì)群組設(shè)備。比如注塑機(jī)，印刷機(jī)，訂書(shū)機(jī)械，組合機(jī)床，磨床，包裝生產(chǎn)線，電鍍流水線等。

3.2 工業(yè)過(guò)程控制

當(dāng)我們開(kāi)展工業(yè)生產(chǎn)工作的時(shí)候，必然會(huì)面對(duì)很多連續(xù)變化的要素，像是氣溫以及速率等。PLC采用相應(yīng)的A，D和D，A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來(lái)處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過(guò)程控制在冶金，化工，熱處理，鍋爐控制等場(chǎng)合有廣泛的應(yīng)用。

3.3 運(yùn)動(dòng)控制

該工藝能夠用來(lái)控制運(yùn)動(dòng)。通過(guò)分析機(jī)構(gòu)的配置我們得知，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。當(dāng)前行業(yè)的很多生產(chǎn)單位研發(fā)的新產(chǎn)品大多都能夠?qū)崿F(xiàn)自控制，被大量的應(yīng)用到各類設(shè)備之中。

3.4 數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，排序，查表、位操作等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)信息收集以及處理。該數(shù)據(jù)能夠和儲(chǔ)存在存儲(chǔ)裝置中的數(shù)值比對(duì)。完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙，食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。

3.5 通信及聯(lián)網(wǎng)

PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。伴隨電腦控制的進(jìn)步，此時(shí)的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)獲取了顯著的進(jìn)步，很多的生產(chǎn)單位都非?？粗厮耐ㄐ拍芰?，已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)各個(gè)類型的網(wǎng)絡(luò)體系了，這些體系都有強(qiáng)大的接口，使用起來(lái)很便捷。

4 PLC的應(yīng)用前景

4.1 獲取良好的人機(jī)界面

PLC制造商通過(guò)收購(gòu)或聯(lián)合軟件企業(yè)或發(fā)展軟件產(chǎn)業(yè)。明顯的提升了軟件性能。大部分的品牌都有和它們對(duì)應(yīng)的平臺(tái)以及軟件，將其結(jié)合到一起，能夠明顯的提升系統(tǒng)的能力，而且，能夠精簡(jiǎn)使用人的開(kāi)發(fā)程序，節(jié)省投資，得到良好的控制體系，目前，PLC+網(wǎng)絡(luò)+IPC+CRT的模式被廣泛應(yīng)用。

4.2 網(wǎng)絡(luò)通訊能力大大加強(qiáng)

PLC廠家在原來(lái)CPU模板上提供物理層RS232/422/485接口的基礎(chǔ)上，目前新添加了很多通訊接口，能夠創(chuàng)造一體化的網(wǎng)絡(luò)體系。最近幾年信息技術(shù)發(fā)展速率較快，使用人對(duì)開(kāi)放性有著更多的期待，此時(shí)的以太網(wǎng)等工藝也在發(fā)展。例如：羅克韋爾A-B公司主推的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系，即EtherNet，ContmlNet，DeviceNet。

4.3 開(kāi)放性和互操作性有很大發(fā)展

工藝在發(fā)展的時(shí)候，這些生產(chǎn)單位為了獲取更多的市場(chǎng)份額，不斷展開(kāi)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。它們的標(biāo)準(zhǔn)都不一樣，無(wú)法很好的兼容到一起，很顯然這就導(dǎo)致使用人在運(yùn)用的時(shí)候非常不方便，而且會(huì)導(dǎo)致維護(hù)費(fèi)用變多。在不久的將來(lái)，市場(chǎng)必然會(huì)高度開(kāi)放，這一點(diǎn)已經(jīng)被各個(gè)生產(chǎn)單位意識(shí)到了，形成了長(zhǎng)時(shí)期妥協(xié)與競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程，并且這一過(guò)程還在繼續(xù)。雖說(shuō)目前的工具還無(wú)法很好的兼容，不過(guò)隨著系統(tǒng)的進(jìn)步，使用人在應(yīng)用的時(shí)候，已經(jīng)能夠很好的應(yīng)用各種性質(zhì)的產(chǎn)品了。OPC基金會(huì)推出了OPC（OLEfor Process Contml）標(biāo)準(zhǔn)。它能夠提升軟件以及硬件的互操作能力，經(jīng)由其測(cè)試得到的產(chǎn)品，能夠非常方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)互換。當(dāng)前，大部分的產(chǎn)品都擁有OPC功能。OPC與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的結(jié)合，是未來(lái)控制系統(tǒng)向FCS技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。要想讓系統(tǒng)的開(kāi)放性更加的顯著，我們可以在其中同時(shí)安裝很多的CPU模塊，單一的模塊開(kāi)展單獨(dú)的活動(dòng)。

4.4 功能的進(jìn)一步增強(qiáng)

應(yīng)用區(qū)間開(kāi)始擴(kuò)張。當(dāng)前時(shí)期，該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)水平，以及運(yùn)算速率等都明顯的強(qiáng)化了，此時(shí)已經(jīng)不再是單純的用來(lái)進(jìn)行邏輯控制了，更多的是用到過(guò)程控制工作之中。相關(guān)人士調(diào)查得出的結(jié)論是，目前除了石化等的行業(yè)之外，該系統(tǒng)在大部分的行業(yè)中都獲取了顯著的成就。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析我們發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，比如它的結(jié)構(gòu)非常緊湊，而且它的功能很多，穩(wěn)定性強(qiáng)大，速率較快，最主要的是它的價(jià)位也不高，因此不管是目前或是今后的很長(zhǎng)一段時(shí)間之內(nèi)，該系統(tǒng)都能夠發(fā)揮出非常明顯的意義，它的存在必將帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步。

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