PLC在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用分析

嚴(yán) 琦

（無錫市公共工程建設(shè)中心，江蘇 無錫 214031）

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，人們對自動化的需求逐漸增加，特別是工業(yè)自動化控制。PLC是一種數(shù)字運算系統(tǒng)，具有強(qiáng)大的協(xié)調(diào)性和抗干擾性，并且，隨著開發(fā)技術(shù)的深入研究，PLC編程逐漸簡單化，使得其在各種領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。PLC系統(tǒng)在工業(yè)自動化控制中也發(fā)揮著不可替代的作用，提高了工廠作業(yè)效率。本文就PLC系統(tǒng)的特點進(jìn)行分析，探究其在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用和未來發(fā)展前景。

PLC；工業(yè)；自動化控制；應(yīng)用分析

當(dāng)代是信息化和電子化的時代，各種信息、媒體技術(shù)高速發(fā)展，自動化控制成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)等多種產(chǎn)業(yè)追求的目標(biāo)。PLC是可編程控制器，它是采用計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)聯(lián)合而成的一種電子系統(tǒng)，具有操作簡單、協(xié)調(diào)性強(qiáng)、抗干擾能力大、維護(hù)方便、操作便捷、編程簡單等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中，實現(xiàn)了工廠、車間、機(jī)器的自動化控制。在科技更加發(fā)達(dá)的未來，PLC的控制能力將更加完善和強(qiáng)大，能夠大幅度促進(jìn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有較大的前景。本文就PLC系統(tǒng)的特點進(jìn)行分析，探究了其在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用和未來發(fā)展前景。

1 PLC的特點

PLC系統(tǒng)具有通信功能，能夠?qū)崿F(xiàn)PLC之間以及PLC與其他設(shè)備的通信，受到普遍重視。PLC系統(tǒng)具有以下特點：（1）PLC一般可以與現(xiàn)場的總線有較完美的融合。這源于總線的生產(chǎn)廠家，調(diào)查顯示，當(dāng)前現(xiàn)場的總線一般均是由生產(chǎn)PLC的廠家生產(chǎn)研發(fā)的，因此，現(xiàn)場總線和PLC有著較好的聯(lián)系，可以實現(xiàn)完美的融合；（2）采用一體化的通信協(xié)議。為了契合發(fā)展的趨勢，PLC一般會使用國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議。由于所有廠家均生產(chǎn)統(tǒng)一的通信協(xié)議，為生產(chǎn)廠家和用戶提供過極大的方便，促進(jìn)了通信的發(fā)展，加大通信的開放性；（3）通信程序的設(shè)計更為簡單化。對于通信程序的設(shè)計，生產(chǎn)廠家普遍會使用統(tǒng)一專門的計算機(jī)以及通信接口軟件進(jìn)行設(shè)定，這種程序設(shè)計方式會減少計算機(jī)在編程時的運算量，因此，在一定程度上極大地簡化了程序設(shè)計過程，體現(xiàn)了PLC的通信程序設(shè)計的簡單化。

2 PLC的應(yīng)用情況

PLC在工業(yè)生產(chǎn)自動化控制中有著十分重要的作用，應(yīng)用較為廣泛，對于它的應(yīng)用研究可以分為以下幾個方面。

2.1 開關(guān)量調(diào)控。PLC的自動開關(guān)量可以取代以往的繼電器控制，可以明顯增加對系統(tǒng)控制的可靠性，PLC的自動開關(guān)量使用中間繼電器控制系統(tǒng)實現(xiàn)對系統(tǒng)的動作控制。一般會依據(jù)順序控制器的順序控制規(guī)律公式進(jìn)行動作設(shè)計，可以畫出梯形控制圖。另外，我們可以使用模擬仿真對以上設(shè)計的合理性進(jìn)行檢查，進(jìn)而卻把整個設(shè)計過程的準(zhǔn)確性、規(guī)范性。

2.2 模擬量調(diào)控。研究分析所要控制對象的特征，掌握機(jī)理后，可以利用PLC組裝組合功能模塊，靈活的操控系統(tǒng)，進(jìn)而實現(xiàn)對系統(tǒng)的完美控制。PLC主要由主機(jī)模塊、I/O模塊、高速計數(shù)模塊、通信模塊等組成，另外還有兩個控制模塊，分別為位置、模擬量控制模塊。其中模擬量控制模塊好比系統(tǒng)控制的度量尺，它能極大地提高整個控制過程中的精確度，例如，它可以實現(xiàn)對溫度的嚴(yán)格控制，無論是在升溫，降溫還是保溫過程的控制都有良好的表現(xiàn)。極大提高了系統(tǒng)在熱處理過程中控制的效果和效率，減少了誤差的出現(xiàn)，提高了精確度，以往的儀表控制系統(tǒng)在這點的控制力較差。

2.3 位置調(diào)控。事實上，位置控制在自動化的控制中扮演者十分重要的角色，是不可或缺的。在生產(chǎn)過程中，位置控制的方式有很多，例如機(jī)床刀具的補(bǔ)償控制、搬運定位控制等都屬于位置控制。PLC可以實現(xiàn)對進(jìn)步機(jī)床的控制，一般使用電脈沖控制進(jìn)步電機(jī)的繞組實現(xiàn)對進(jìn)步電機(jī)的控制，這樣就可以十分準(zhǔn)確的控制進(jìn)步電機(jī)的位移，實現(xiàn)高效的位置控制。

2.4 系統(tǒng)集中調(diào)控。PLC除了可以對自動化的進(jìn)程進(jìn)行控制，還可以實現(xiàn)對系統(tǒng)本身的良好控制，例如使用它可以實現(xiàn)對系統(tǒng)故障進(jìn)行檢測，并可以很好的顯示系統(tǒng)故障。它實現(xiàn)對系統(tǒng)控制的原理是通過時限故障和邏輯錯誤的檢測機(jī)理來完成的，可以實現(xiàn)對系統(tǒng)進(jìn)程的監(jiān)控。一般機(jī)床等設(shè)備在循環(huán)工作的過程中每個工作步驟都需要一定的時間實現(xiàn)動作執(zhí)行，因此可以使用定時器，實現(xiàn)對工作步驟的檢測，可以將定時器輸出的信號設(shè)定為報警信號。

3 PLC的未來發(fā)展前景

目前看來，PLC系統(tǒng)在工業(yè)自動化的控制中應(yīng)用較為廣泛，但是存在一些問題，包括專用總線問題、結(jié)構(gòu)差異、通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議問題等，使得其應(yīng)用過程中遇到了一些障礙。然后，縱觀全局，PLC系統(tǒng)還是具有廣闊的發(fā)展前景的，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1 PLC系統(tǒng)豐富化?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，市場經(jīng)濟(jì)也在飛速進(jìn)展，那么PLC系統(tǒng)面臨的市場競爭力也會大幅度上升，那么PLC系統(tǒng)勢必會“改良自己”，不斷在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能、設(shè)計理念、應(yīng)用環(huán)境等方面進(jìn)行優(yōu)化，不斷豐富產(chǎn)品種類，進(jìn)而占據(jù)較大的市場空間，只有不斷完善才能在市場經(jīng)濟(jì)的競爭中立于不敗之地。

3.2 系統(tǒng)升級。隨著各種高級科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息產(chǎn)業(yè)必將成為一大重要產(chǎn)業(yè)，那么設(shè)備大容量化、價格低廉化、運算高速化必將成為一種大趨勢。那么，PLC系統(tǒng)的優(yōu)化和升級將是必然，只有高級的系統(tǒng)才能滿足人們的需求和時代的潮流。PLC系統(tǒng)目前已經(jīng)能適用于多種系統(tǒng)，融合性極強(qiáng)，在未來，其系統(tǒng)進(jìn)行更加深化的升級是必然的。

3.3 編程語言優(yōu)化。目前，無論是小型PLC系統(tǒng)還是中型PLC系統(tǒng)，其編程語言主要是梯形圖語言。而隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，編程語言不斷開發(fā)和完善，PLC系統(tǒng)的編程語言也將改變，并且是向著多樣化、便捷化、高級化的進(jìn)展、例如目前編程普遍使用的C語言和BASIC語言將會是PLC系統(tǒng)編程語言的下一個發(fā)展目標(biāo)。

結(jié)語

目前，PLC系統(tǒng)已經(jīng)成為自動化控制的代名詞，其廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制中，提高了工廠作業(yè)效率、工廠效益，促進(jìn)了工廠的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)的繁榮。科學(xué)技術(shù)仍處于不斷進(jìn)步的狀態(tài)，PLC系統(tǒng)將會更加完善，向著多樣化和高級化不斷進(jìn)展，在自動化控制中將發(fā)揮著更大的作用，勢必成為自動化的產(chǎn)業(yè)支柱，不斷推進(jìn)我國工業(yè)的發(fā)展水平。

[1]杜磊.PLC在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用[J].儀器儀表用戶，2015（02）：21-22.

[2]王峰.關(guān)于PLC在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用分析[J].科技展望，2015（05）：159.

[3]王震宇.PLC在工業(yè)自動化控制應(yīng)用的探討[J].中國新通信，2015（06）：92.