PLC在工业控制中的应用

【摘　要】在现代工业机械、设备的控制系统中，PLC装置的应用综合了计算机技术、自动化技术、现代制造技术的优势，从而实现控制系统功能的最优化。与工业发达国家相比，我国工业控制中PLC的应用仍然存在较大的差距，所以，必须加强对于相关问题的深入研究，以促进我国工业自动化的快速发展。

【关键词】PLC；工业控制；应用

PLC是可编程逻辑控制器,它采用的是一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。它的发展的基础是微处理器的研发，而且综合了各种先进的网络、机械和自动化技术，从而形成了可靠性高、抗干扰能力强、性价比高、编程简单等优点为一体的新型工业自动化控制装置。与传统的工业控制装置相比，PLC装置还具有功能强、体积小的特点，成为现代工业发展中的主导技术装置。

1.PLC的基本特点

PLC将计算机技术、自动控制技术和通讯技术融为一体，实现单机、车间、工厂自动化的核心设备。在工业控制中PLC的系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为特长；也能进行连续过程的PID回路控制；如DDC和DCS等，实现生产过程的综合自动化；同时PLC使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，系统开发周期短，现场调试容易。并且可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件；PLC的能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。

1.1 PLC的灵活性高

PLC使用灵活、通用性强，加之PLC的产品已系列化，功能模块品种多，可以灵活组成各种不同功能的控制系统。在PLC构成的控制系统中，只需在PLC的端子上接入相应的输入输出信号线。就可以用编程器在线或离线修改程序，同一个PLC装置用于不同的控制对象，只是输入输出组件和应用软件的不同。从技术的角度进行分析，PLC的灵活性主要表现为：（1）编程灵活性，PLC常用的编程语言有功能表图、梯形图、功能模块图、布尔助记符等；（2）扩展灵活性，根据应用规模的扩展情况，PLC装置中可以通过增加输出或输入的卡件的方式，以达到增加点数效果。而采用扩展单元或多台PLC并联的方式，也可以实现其功能和容量的扩大；（3）操作灵活性，在工业控制PLC的设计过程中，编程人员的工作量明显减少，而在安装施工中，也具有操作灵活的特点。

1.2 PLC的可靠性高

PLC的可靠性高、抗干扰能力强，如果与微机相比较，虽然微机的功能强大但抗干扰能力差，在工业现场出现电磁干扰，电源波动，机械振动，温度和湿度的变化，就可能导致微机不能正常工作；但传统的继电器—接触器控制系统抗干扰能力强，这是由于存在大量的机械触点而寿命短，系统可靠性差。PLC采用了微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和繁杂的连线被软件程序所取代，因此寿命长，可靠性大，从使用情况来看，PLC控制系统平均无故障时间可达4～5万小时。同时PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，能适应有各种强烈干扰的工业现场，并具有故障自诊断能力。如一般PLC能抗1000V、1ms脉冲的干扰，其工作环境温度为0～60℃，无需强迫风冷。工业生产中很难为PLC提供良好的运行环境，所以，要求PLC自身必须具备较强的抗干扰能力，可以适应各种恶劣的运行环境。例如：在发电系统中，过电压、高温、潮湿、强电磁干扰等都是有可能遇到的，PLC只有具备了较高的可靠性，才能保证正常运行。

1.3 PLC可以实现机电一体化

PLC是为工业过程控制设计的专业控制设备，其体积不断缩小，但是功能性却明显增强，特别是较为理想的抗干扰能力，有效促进了电气与机械部件的有机结合，即在同一台工业机械或设备中，计算机和电子仪表的功能被综合起来，从而实现机械设备的机电一体化。另外，随着现代网络技术的快速发展，在工业控制系统中更加强调网络化的特征，而PLC作为一种专业的控制设备，其通过网络实现了对于工业控制系统的集成化、系统化。

2.PLC在工业控制中的应用

在PLC的实际应用中，通过计算机技术与微电子技术的有机结合，实现了其功能的不断优化。而可编程控制功能的实现，提升了PLC在应用中的灵活性，而且降低了PLC装置的总体造价。目前，PLC在工业控制中的应用日趋广泛，而且发挥了不可替代的作用，如：在机械制造、化工、钢铁、汽车等领域中，对于PLC的依赖程度越来越高。

2.1 PLC的过程控制

PLC的过程控制对象是工业生产过程中的模拟量，通过统计当前连续变化的电压、电流、压力、温度等模拟量，并且与事前输入的历史状况进行比较，从而产生与用户要求相符的开关量，促使工业控制系统的工作参数完善性，并且控制机械设备按照预设程序运行。目前，在工业控制中应用的过程控制以开环控制、闭环控制为代表，这种控制方式在化工、冶金领域中的应用效果较为理想。

2.2 PLC的运动控制

随着现代工业机械运动特性的不断变化，对于PLC的控制功能也提出了更高的要求。当控制对象为直线运动、圆周运动时，PLC可以通过脉冲量的调整，实现对于工业机械的运动控制。由于在工业机械脉冲控制中，其位移量相对较小，进而提升工业机械运动控制的精确度。

2.3 PLC的信息控制

PLC在工业信息控制中应用的主要目的是实现各种数据的综合处理，并且促进信息采集、处理、分析、存储、传输等功能的一体化。随着信息时代的到来，PLC在工业控制中的应用必须强调信息属性，这也是实现PLC向信息化功能方向发展的重要标志。

2.4 PLC的顺序控制

与传统的继电器相比，对于工业机械的顺序控制逐步淘汰了点式控制模式，取而代之的是通过PLC触点的状态信息实现顺序控制要求。PLC在工业控制的实际应用中，只需发出简单的执行指令，即可对工业机械进行有序的控制，体系了PLC装置的基本性能优势。同时，工业机械的顺序控制中，应用PLC还可以提高控制的精确性，防止因出现误差，而导致工业机械损坏的现象。

2.5 PLC的远程控制

随着计算机技术和网络技术的不断融合，在工业控制中应用的PLC装置必须具备远程控制功能。PLC利用自身的通信接口、联网模块等通信功能，可以实现对于工业机械运行状态的实时监控，并且及时向控制室传回相关信息和数据，以便设备管理人员及时进行处理。PLC在工业控制中，远程控制功能的实现主要通过PLC装置与PLC控制网之间的远程互连，PLC装置与智能终端设备之间的互连，还有PLC装置与计算机终端设备或以太网之间的连接等方式，从而实现对于工业机械的运行全过程进行有效的控制。

3.结语

在现代工业控制领域，PLC技术发挥了重要的作用，是现代工业自动化发展程度的重要标志，我国与工业发达国家之间的差距是客观存在的，必须进一步加强技术研发和创新，加强新技术、新方法的合理引入，构建具有中国特色的PLC技术应用体系。在今后的工业控制中，还要注重PLC的应用与其他控制系统的有机结合，实现PLC功能性的不断优化。

【参考文献】

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