PLC在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用及發(fā)展

楊玉德

（黑龍江參鴿藥業(yè)有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161041）

前言

PLC（Programmable Logic Controller）可編程控制器，它是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，可以把計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等多種技術(shù)結(jié)合到一起，具有很強(qiáng)的抗干擾性和可靠性，還具有組合靈活、編程簡(jiǎn)單和維修方便的特征。PLC是響應(yīng)工業(yè)環(huán)境的需求而產(chǎn)生的新技術(shù)，PLC在發(fā)展過程中也不斷吸收新技術(shù)，增強(qiáng)系統(tǒng)開放性以適應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，使得其在工業(yè)自動(dòng)化中具有廣泛的應(yīng)用。

PLC的工作過程主要分為三步，第一步為輸入采樣，在此階段，PLC會(huì)對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行一定順序的掃描和儲(chǔ)存；第二步為程序執(zhí)行，在此階段，PLC會(huì)對(duì)用戶程序進(jìn)行從左到右、從上到下的掃描，同時(shí)依據(jù)固定的順序來進(jìn)行運(yùn)算，得出的運(yùn)算結(jié)果會(huì)對(duì)第一步的保存數(shù)據(jù)進(jìn)行更新；第三步為輸出刷新，此階段在第二步后進(jìn)行，當(dāng)?shù)诙酵瓿伤⑿聝?chǔ)存數(shù)據(jù)后，PLC會(huì)輸出控制電路驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而完成PLC的運(yùn)作。PLC主要應(yīng)用于生產(chǎn)管理、過程控制和順序控制等過程。

PLC的特點(diǎn)有三，其一為便捷的通訊程序。很多企業(yè)選擇用專門的通信接口軟件和計(jì)算機(jī)來編寫通信程序，這個(gè)方法大大降低了編寫程序的工作量。其二為統(tǒng)一化的通信協(xié)議。PLC使用的是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，這不僅方便用戶使用，還可以為商家提供便利，同時(shí)也加強(qiáng)了通信的開放性。其三為 PLC實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)總線和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的完美融合，目前企業(yè)使用的通信協(xié)議都是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，而提供總線的企業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)屬于同家企業(yè)，因此PLC運(yùn)行時(shí)使用最為頻繁的就是執(zhí)行器和傳感器接口。

一、PLC在工業(yè)至東漢控制中的應(yīng)用

（一）開關(guān)量和系統(tǒng)模擬量的控制

PLC可以做到把不同功能的模塊進(jìn)行隨機(jī)組合進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同控制量的有效控制，這些模塊包括有告訴計(jì)數(shù)模塊、主機(jī)模塊和位置控制模塊等。PLC和傳統(tǒng)儀表控制系統(tǒng)的主要區(qū)別有，在溫控系統(tǒng)中，PLC對(duì)模擬量的控制具有較高的可靠性，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備的有效控制，還具有維護(hù)方便的特點(diǎn)。

同傳統(tǒng)繼電器相比，PLC作為一種新興產(chǎn)業(yè)，它在開關(guān)控制方面具有操作方便和高準(zhǔn)確性的特點(diǎn)，PLC對(duì)于開關(guān)量的控制時(shí)以公式為基礎(chǔ)的，主要通過設(shè)計(jì)控制程序，進(jìn)而得到梯形圖，這種控制方式具有規(guī)范的設(shè)計(jì)效果。

（二）電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制

PLC可以通過變頻器和指令系統(tǒng)的結(jié)合來控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。在 PLC和PWM輸出變頻器之間加上一個(gè)電壓平滑電路就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的控制，如果改變PWM指令中的T（T和轉(zhuǎn)速成正比），就可以改變轉(zhuǎn)速。

（三）PLC系統(tǒng)的集中控制

PLC高級(jí)的地方在于，不但可以完成工業(yè)自動(dòng)化控制，還可以對(duì)自身進(jìn)行集中控制，如監(jiān)測(cè)自身系統(tǒng)故障燈。PLC的這種集中控制時(shí)靠磁通實(shí)時(shí)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的，實(shí)時(shí)檢測(cè)的基礎(chǔ)是邏輯檢測(cè)和故障檢測(cè)。工業(yè)生產(chǎn)過程中，機(jī)床設(shè)備運(yùn)行過程執(zhí)行、停止需要一定的反應(yīng)時(shí)間，而PLC集中控制是通過定時(shí)器來完成監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)的啟動(dòng)和停止，我們也把定時(shí)器的信號(hào)輸出作為設(shè)備報(bào)警和停機(jī)信號(hào)。

（四）PLC在應(yīng)用過程中需要注意的問題

PLC技術(shù)主要應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化中，為了保證PLC工作的準(zhǔn)確性和可靠性，我們需要綜合考慮工業(yè)生產(chǎn)過程中的不確定因素（濕度、空氣、溫度、振動(dòng)等）。工作環(huán)境的濕度對(duì)于PLC元件有重大影響，一般情況下要將工作環(huán)境的濕度控制在85%以下以確保PLC元件的穩(wěn)定性。空氣中的易燃?xì)怏w、粉塵和腐蝕性氣體不利于PLC系統(tǒng)的運(yùn)行，因此，在不良空氣環(huán)境中工作的PLC控制器要做好密閉工作。PLC控制器應(yīng)安裝到溫控設(shè)備完善的工作區(qū)域，這樣才能達(dá)到良好的控制效果。PLC系統(tǒng)的工作環(huán)境還應(yīng)避免頻率較高的震動(dòng)，否則會(huì)影響PLC的工作效果。

二、PLC的發(fā)展趨勢(shì)

PLC技術(shù)是順應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化的產(chǎn)物，目前已廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化領(lǐng)域，主要用于對(duì)各種產(chǎn)品的運(yùn)行和生產(chǎn)控制，但是作為一種新興技術(shù)的PLC，它仍存在一些需要改進(jìn)的問題，如專用通信不兼容、硬件體系封閉、專用總線不兼容等。所以PLC的發(fā)展前景廣大，特別是在信息產(chǎn)業(yè)如此發(fā)達(dá)的21世紀(jì)，企業(yè)自動(dòng)化在逐漸向企業(yè)信息化轉(zhuǎn)變，這就需要將信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和物理技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，同時(shí)也需要PLC技術(shù)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化發(fā)展。

三、結(jié)束語(yǔ)

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)著PLC技術(shù)的更加成熟和完善，這樣可以確保PLC技術(shù)一直處于工業(yè)自動(dòng)化的主戰(zhàn)場(chǎng)。需要重視的是，PLC對(duì)于工作環(huán)境中濕度、空氣、溫度和振動(dòng)等因素的要求，并為其制定可靠的措施以保證其穩(wěn)定有效的運(yùn)行。工業(yè)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也對(duì)PLC提出了更高的要求，所以PLC技術(shù)在發(fā)揮作用的同時(shí)，還應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，進(jìn)行創(chuàng)新和改變以適應(yīng)工業(yè)科技的發(fā)展，PLC的發(fā)展必將給工業(yè)自動(dòng)化帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。