PLC在工业控制中的典型应用

【摘 要】 在对PLC及其基本特点进行论述的基础上，探讨了PLC在工业过程控制、运动控制、信息控制和顺序控制几个方面的应用进行了探讨。同时，分析了PLC在将来工业控制应用的发展方向。

【关键词】 PLC 工业控制 应用

1 PLC及其基本特点

PLC（Programmable Logic Controller），即为可编程逻辑控制器，属于一种典型的可编程存储器，主要用于其内部的程序存储、完成对应的逻辑运算，进行顺序控制、定时、计数以及相关的算术操作等，所有的相关数据都是基于用户指令进行的。其通过模拟、数字输入/输出信号控制，实现对多种类型机械、电子设备的生产控制。

从PLC的工作原理来看，其将计算机技术、自动控制技术以及信号通讯技术融合起来，实现了从控制单机、车间及至整个工厂的自动化控制。在实际的工业控制中，PLC系统架构灵活、扩展方便、能实现开关控制。同时，还可以进行持续过程的PID控制，诸如DDC与DCS等，进而实现对整个生产过程进行综合自动化控制。另外，PLC的编程简单，其采用了简明的逻辑图、梯形图以及语句表等编程语言进行现场开发、调试。加之PLC可以适应多种恶劣的运行环境，具有抗干扰能力强、可靠性高的特点，在工业控制中得到了较为广泛的应用。

2 PLC在工业控制中的主要应用

2.1 PLC的过程控制

PLC的过程控制对象属于工业生产过程中的模拟量控制。在对当前机械设备系统运行过程中持续变化的电压、电流、压力、温度等电信号和物理信号进行统计，同时将之与运行前输入的标准工况进行对比，从而形成与用户需求相吻合的开关量，使得整个工业控制系统数据更加完善，保证被控制对象设备按照设定的程序参数运行。当前，工业控制中的应用过程控制主要以闭环、开环控制方式为主，主要应用于化工、冶金等生产过程，控制效果较佳。

如图1所示，其为一个简单的单回路闭环控制系统。通过该回路，在对应的组态软件，例如ControlWorX 32，为该过程控制建立其对应的功能模块，实现功能控制。图中所示系统中，用户设定值与过程测量统计值之间差距通过PID控制算法进行分析计算之后，其计算输出值将直接作为过程控制变量对控制柜对象进行控制。

2.2 PLC的运动控制

随着现代机械设备运动特性日趋复杂，在同一套机械设备中可能存在多种运动状态系统相互传动的问题，这将带来运动参数的差异性，增加了机械设备运动控制的难度，对PLC的控制功能提出了更高的要求。例如，当控制对象属于直线运动、圆周运动时，PLC通过对应的脉冲量调整即可对工业机械进行精确控制。因为工业机械设备的脉冲控制过程中，其整移量并不大，因此在对工业机械控制过程中主要以控制精度为主要技术指标。

2.3 PLC的信息控制

PLC信息控制的主要目的是实现对多种信息数据的综合处理，同时通过管理信息的采集、处理、分析、存储应用等程序，将所有的功能集成起来。在信息时代下，生产过程的信息控制是将来企业生产管理的重要途径，PLC在工业信息控制过程中必须注重信息属性的统一，逐步实现PLC控制功能的信息化。

2.4 PLC的顺序控制

与传统的继电器控制方式相比，当前针对工业生产设备进行的顺序控制已经逐步将点式控制模式淘汰，而是开始通过PLC触点的状态信息的控制实现顺序控制的相关目标。在实际 工业应用当中，用户只需要向PLC发出简单的操作指令就能够对工业机械进行有序的控制，这是PLC基于工业生产信息控制在顺序控制应用中的基本优势。与此同时，针对工业机械的顺序控制还能够有效的提高控制的精度，避免由于出现控制精度误差而造成的生产设备损坏的问题。在实际的应用过程中可以实现对一个运料小车的右行、装料、左行、卸料功能。每单个步骤完成之后方能进入下一个工作步骤。

3 PLC在工业控制中应用的后续发展方向

3.1 逐步向高性能、高速度、大容量的方向发展

随着PLC技术的持续发展、完善，PLC系统的程序扫描速度更快，而且其集成的编程指令功能也更加完善、种类更加丰富。这使得PLC的处理与控制能力得到迅速提升，可扩展性更好。例如，针对模拟量的控制不但有用于专门的模拟量闭环控制PID指令、PID模块等，越来越多的PLC还提供了模糊控制、自适应调整、参数自整定等功能，使得PLC的调试时间减少，而且控制精度迅速提高。

在IT技术迅速发展的背景下，微型高速存储设备容量更大、价格也日趋平民化，使得更多的PLC控制设备可靠性更高，而且容量也更大。

3.2 智能化模块得到开发

随着市场需求呈现出多样化与个性化的特点，工业自动控制功能也要求具有对应的智能化功能，这样才能满足部分工业控制的特殊要求。基于此，部分PLC生产厂商开始进行多种具有智能I/O模块的PLC设备开发。该种PLC模块将微处理器与存储器作为基础功能部件，将控制对象的CPU与PLC的主CPU进行并行工作，减少了主的CPU处理时间，部分PLC所具备的超强信息处理能力及控制功能甚至可以使得其可以单独成系统，单独参与设备的整体控制。智能I/O模块在PLC中的应用有效的简化了部分控制领域的编程及系统设计工作，同时提高了PLC系统的可靠性与适应性。

3.3 PLC的远程控制

随着网络技术与计算机技术的不断融合，工业控制中应用的PLC设备开始具有一定的远程控制能力，其自身集成了通信接口、联网模块等基本通信功能，能够实现对工业机械设备运行状态的监视与控制。同时，通过向控制对象设备上传相关数据与信息，便于设备管理者及时处理。在工业控制过程中，远程控制功能主要通过建立其PLC与PLC控制网之间的连接、PLC与智能终端没备之间连接以及PLC与计算机终端设备、以太网互联，实现对工业设备的全过程控制。

参考文献：

[1]马亮.浅析PLC在工业控制中的应用[J].科技风，2011（23）.

[2]林仲.关于 PLC 在工业控制环节的具体应用[J].科技创新与应用，2013（24）.