工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用研究

張宏飛等

摘 要： 在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)不斷發(fā)展中，現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)逐漸進(jìn)入自動(dòng)化控制時(shí)代，工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)也得到了迅速的發(fā)展，同時(shí)各項(xiàng)技術(shù)也得到了全面的發(fā)展。而PLC可編程控制器技術(shù)，具有可編程性、可靠性、靈活性、通用性等強(qiáng)大的功能特點(diǎn)在工業(yè)化自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，因此也成為工業(yè)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中的重要組成部分，促進(jìn)工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。對(duì)PLC進(jìn)行簡(jiǎn)單的概述，并對(duì)其特點(diǎn)以及PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞： 工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)； PLC； 功能特點(diǎn)； 應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)： TN108+.4?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2015）11?0150?02

Application of PLC technology in industry automation monitoring system

ZHANG Hong?fei， BAO Rui， LI Chao

（Military Representative Office of Aviation Stationed in Luoyang， Luoyang 471009， China）

Abstract： With the development of social economy and information technology， modern industry production is entering into the era of automatic control gradually， and industry automation monitoring system is developed rapidly. At the same time， the comprehensive development of various technologies is achieved. PLC programmable controller with powerful function characteristics of programmability， reliability， flexibility and universality is widely used in industry automation monitoring system. It also becomes an important part in industry automation monitoring system， so the stable development of the industry is promoted. In this paper， PLC technology is summarized briefly， and the characteristics and the applications of PLC technology in industry automation monitoring system are expounded.

Keywords： industry automation monitoring system； PLC； function characteristic； application research

21世紀(jì)是個(gè)信息化的時(shí)代，在這個(gè)時(shí)代中各項(xiàng)技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。在工業(yè)發(fā)展中自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)有著重要的作用，目前PLC由于其強(qiáng)大的功能特性，被廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中。在工業(yè)化自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中，PLC也是其中一個(gè)重要的組成部分，并以其強(qiáng)大的功能優(yōu)勢(shì)促進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化水平的發(fā)展。下面具體對(duì)PLC和其在工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述、分析。

1 PLC技術(shù)的概述

1.1 PLC簡(jiǎn)介

PLC（Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器），集結(jié)了自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成技術(shù)、通訊技術(shù)于一體的數(shù)字運(yùn)算操作通用電子控制裝置。PLC的開發(fā)是專門針對(duì)工業(yè)環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工業(yè)流程進(jìn)行自動(dòng)化控制。PLC屬于一種新型的自動(dòng)化控制技術(shù)，性能可靠、對(duì)工業(yè)環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)，而且它還是目前工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中最先進(jìn)的自動(dòng)化控制裝置，主導(dǎo)著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。PLC的硬件組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 PLC的特點(diǎn)

（1） PLC具有較強(qiáng)大的功能，使用范圍廣，性價(jià)比高。PLC是在繼電器控制裝置的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展和完善，PLC技術(shù)除了具有系統(tǒng)邏輯運(yùn)算功能、數(shù)字運(yùn)算功能、順序控制功能、通訊功能等，還能夠通過(guò)圖形化的界面進(jìn)行功率驅(qū)動(dòng)、人機(jī)對(duì)話等。

現(xiàn)在的PLC中采用的是模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的核心部件，并形成了不同系列的配套產(chǎn)品，這些產(chǎn)品通過(guò)不同的配置能夠使用于不同的監(jiān)控系統(tǒng)中，例如位置監(jiān)控系統(tǒng)、CNC監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)等，PLC自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)既能夠?qū)δ撑_(tái)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，還能夠?qū)φ麠l生產(chǎn)線的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，甚至可以監(jiān)控到整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。PLC和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)相比還具有性價(jià)比方面的優(yōu)勢(shì)。

（2） PLC裝置具有操作簡(jiǎn)單和通用性特征。在PLC裝置中包含有程序輸入和程序更改兩個(gè)操作步驟，在此裝置中配置了各種各樣的語(yǔ)言供操作者選擇時(shí)使用，當(dāng)操作者輸入程序時(shí)，裝置自動(dòng)顯示出來(lái)，這樣的操作十分簡(jiǎn)單明了。在對(duì)程序進(jìn)行更改時(shí)，結(jié)合實(shí)際更改相關(guān)的參數(shù)即可。另外，PLC裝置有很多品種，能夠滿足不同領(lǐng)域的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，其通用性較強(qiáng)，即使在工業(yè)中更換了設(shè)備，此監(jiān)控裝置仍能使用，在設(shè)備安裝好之后只需更改程序就可以了。

（3） PLC具有較高的可靠性。在工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，PLC裝置幾乎都會(huì)受到各種電路或電磁的干擾。但是在PLC裝置中使用的是多層抗干擾技術(shù)，即使將此裝置放在各種惡劣的環(huán)境中，它依然能夠正常運(yùn)行。因此，PLC具有較高的可靠性。

（4） PLC具有體積小、質(zhì)輕、能耗低的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)镻LC在設(shè)置和制造時(shí)較多采用了集成電路技術(shù)和先進(jìn)的制造工藝，因此其體積較小，同時(shí)它的安裝尺寸也都≤10 cm，重量也在150 g之下，其在運(yùn)行過(guò)程中耗用的功率也只有幾瓦。因此PLC裝置具有體積小、耗能低等特點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化中起到了重要的作用。

（5） PLC裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試簡(jiǎn)單。在PLC裝置中使用的是存儲(chǔ)邏輯，在很大程度上減少了外部接線，因此也就使整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單，進(jìn)而縮短了系統(tǒng)裝置的建設(shè)周期，提高生產(chǎn)率。

2 PLC在工業(yè)化自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中的運(yùn)用

2.1 開關(guān)量控制

在工業(yè)化自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)中，對(duì)開關(guān)量的控制是最基本，也是應(yīng)用最廣泛的。PLC裝置通過(guò)對(duì)開關(guān)量的控制，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的順序控制和邏輯控制。首先，PLC裝置控制開關(guān)量的能力很大，其控制量在十幾點(diǎn)到上萬(wàn)點(diǎn)，若再與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，其控制的開關(guān)量還會(huì)更大。其次，它能夠控制多種多樣的邏輯形式，例如隨機(jī)或固定形式、組合或單人等。

另外，PLC控制開關(guān)量可以針對(duì)某一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行控制，例如訂書機(jī)、注塑機(jī)等；可以對(duì)設(shè)備群進(jìn)行控制；還可以對(duì)流水線INXS自動(dòng)化的生產(chǎn)控制。

2.2 模擬量的控制

工業(yè)化自動(dòng)控制系統(tǒng)中針對(duì)的是某些具體的對(duì)象特點(diǎn)，而PLC是在一定標(biāo)準(zhǔn)下組裝成的具有強(qiáng)大功能的標(biāo)準(zhǔn)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的靈活性控制。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中通過(guò)對(duì)模擬量的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制，還能夠利用編程語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表的控制。PLC的使用在一定程度上提高了工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的精度，同時(shí)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中熱處理的過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

2.3 控制位置

在工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中，工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于位置的控制是十分重要的。而對(duì)于位置的控制是通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在PLC裝置技術(shù)中，對(duì)于位置的控制是利用脈沖量促使機(jī)械做直線運(yùn)動(dòng)或是圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。利用脈沖量控制的位置運(yùn)動(dòng)位移量都很小，因此利用PLC對(duì)位置的控制具有很高的精確度。在PLC裝置中，對(duì)工業(yè)設(shè)備位置的控制通常是利用裝置中專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊來(lái)完成的。

2.4 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的集中

在工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，PLC除了要對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制外，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)自身系統(tǒng)的控制。PLC對(duì)自身系統(tǒng)的控制主要是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和故障排除等。在工業(yè)生產(chǎn)中每項(xiàng)工作都需要一定的時(shí)間才能完成，因此可以在生產(chǎn)設(shè)備上安裝定時(shí)器，并將定時(shí)器的信號(hào)作為工作啟動(dòng)的完成信號(hào)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中工作時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)中各電控系統(tǒng)的不同工作部分之間存在一定的邏輯關(guān)系，當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)中的這種邏輯關(guān)系就會(huì)被破壞，因此在控制系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)集中化的控制和故障處理。

2.5 系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理

在工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，PLC裝置中具有數(shù)字運(yùn)算操作功能，PLC中的數(shù)字運(yùn)算流程主要包含：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理幾個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)控制和處理。

2.6 遠(yuǎn)程監(jiān)控

在PLC中的通信技術(shù)，不但能夠?qū)崿F(xiàn)信息的傳輸，還可以將系統(tǒng)的通信接口和PLC的網(wǎng)絡(luò)模塊連接在一起，再通過(guò)系統(tǒng)中的通信功能，實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中PLC裝置的遠(yuǎn)程控制。

3 結(jié) 語(yǔ)

在工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，PLC技術(shù)的應(yīng)用不但推進(jìn)了工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展水平，還在一定程度上為工業(yè)生產(chǎn)節(jié)省了大量的人力和物力，同時(shí)工業(yè)的生產(chǎn)效率也得到了很大的提高。只有加大在工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中PLC技術(shù)的運(yùn)用，才能夠提高工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的水平，最終更好地服務(wù)于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)。

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