PLC控制系统的网络化控制探析

摘要：随着PLC控制系统网络化发展，在很大程度上促进了行业的集成化和规模化进步，因此加强PLC控制系统的网络化控制方面的研究是非常有必要的，从而使PLC控制系统得到优化，提高PLC控制系统的可靠性得到提高。对此本文分析了PLC控制系统的网络化控制的相关方面。

关键词：PLC；控制系统；网络化控制

中图分类号：C35文献标识码： A

引言

新时期随着我国科学技术水平的不断提高，PLC控制技术被广泛运用到社会生产领域，而且其在应用过程中逐渐体现出了越来越重要的作用和价值，但是PLC控制技术在实际应用中容易受到工作环境内存在的电磁干扰，这对PLC控制技术在应用中的稳定性、可靠性产生了极大影响，需要我们引起我们的重视。

1、PLC控制系统概述

PLC控制系统最初源于国外工业生产领域的应用，直译过来为“可编程逻辑控制器”。PLC控制系统的应用环境是工业生产环境，PLC在该领域的实践应用范围最为广泛。PLC控制系统的主要作用就是用来对工业生产进行过程把控，保障工业生产过程中各类机械设备的有序运行。

2、PLC控制技术的优势分析

PLC控制系统在实际应用中具有功能齐全、设计周期短、程序编写简单以及抗干扰能力强等特点，在科学技术高速发展的今天，PLC控制技术具备了运用模拟量的方式进行计算，同时其也具备了逻辑运算、输入以及输出等多种功能，同时也可以根据生产领域实际需求实现显示、记录、通信、计数以及定时等多项功能，在智能操作系统的配合下也可以实现PLC控制系统人机之间的对话，且在对设备进行控制方面，PLC在各类控制系统中具有相对较高的水平。PLC控制系统在编写程序过程中，可以使用功能图、梯形图、高级编程语言以及语句指令表等，所以没有此方面经验的操作人员可以通过短期培训便可以掌握编写程序的基本方法，而且操作人员通过培训后所编写的程序基本可以满足PLC系统运行需求。PLC控制系统在使用输入、输出功能时是使用独立的电源，并且在运行过程中采用了电光隔离技术，利用循环扫描的方式可以有效避免内部干扰源对其的干扰，PLC控制系统内部采用路由类型作为监视器，这对保障PLC系统的正常运行及功能有着重要作用。PLC控制系统在设计过程中将其内部模块都进行了防辐射处理，每个电子器件的选择都十分严谨，同时，为了提高PLC控制系统的整体功能性，在设置过程中使其系统自带自我诊断、检测故障的功能，当机器在运行过程中一旦发生故障，PLC系统将会自动发出故障警报讯号，这对提高PLC控制系统在使用中的稳定性、安全性以及可靠性有着重要作用。

3、新一代PLC技术现状

3.1、网络化能力增强

所谓网络化的能力增强是使得可编的程序控制器在传统的领域有所发展，加大了原来的使用范围。从引入的工业以太网、现场的总线、无线网络以及英特尔等各种技术运用后，PLC在工业上的应用已经突破以往。经典的可编程序控制器网络上的结构分为信息管理层次、设备控制层次、过程控制层次。在信息管理层中，工业化生产以太网扩大展开，让原先的控制和信息管理任务合二为一。设备的管控中，对现场引入了总线，从而使得工业生产过程中的仪表监测、变频器控制、MCC控制柜都能直接地与可编程序控制器PLC连接。在过程控制层中，首先是管理机界面的改革，使得可编程序控制器PLC实现不同地区的编程、管控、诊断，从而实现整个车间或者说整个厂区的大范围控制。

3.2、多任务的执行作用增加

多任务执行功能就是在一个系统中，可编程序控制器同时配备几个CPU的模板，从而使得每一个CPU模板能独立分开地执行各自的任务，同时管控执行任务过程中相关的I/O模板。在原有的功能系统上增加其多任务运行的作用，使得其网络化控制系统更加全面地适应市场的需求。

3.3、集成化软件模式的发展

据统计，PLC可编程序控制器生产系统硬件的费用在逐年降低，PLC系统集成化、软件化的投入费用在逐年上升。现阶段成形的可编程序控制器的编程、操作的界面、运行控制、设备微调、故障的诊断处理、通信等集成化功能已融为一体。

3.4、PLC网络化的高速处理功能

PLC控制系统网络化后，高速的处理功能越来越明显，其中包括运算法则在内的高速化运行、设备外部数据的交换速率加快、编程设施的处理任务高速化以及外部设备对指令反映的高速化。可编程序控制器PLC在其内核的设计部分，增加通信的功能，可以通过没有源头的总线对系统中遇到的阻碍进行解决。在内部允许多个处理器进行无限制的运作，届时也给高度分布的控制系统提供解决方案。

3.5、技术渗透性

PLC技术渗透性的可编程序控制器网络化是为了适应工业化发展的时代需求。工厂控制系统与企业信息建设日益结合。技术渗透的目的是使得工厂在不同的品牌控制器上实现可编程序、分布式控制系统之间能得到有效的数据交换。事实上，对多任务系统的实现、网络化能力提升、软件集成化发展，促进了PLC控制系统网络化和信息技术的融合发展。

3.6、可编程序控制器PLC微型化

与传统的微型PLC控制系统相比，现在的微型可编程序控制系统除了点数字量为I/O，体积小，能直接安装在机身内部，还具有网络化性能和人工控制的接口与大型可编程序控制器功能相似的作用。

4、提高PLC控制系统可靠性的措施

4.1、应用成熟技术

在PLC控制系统设计时使用与PLC类似的系统设计方法进行设计，在探索和实践过程中摸索出成熟的PLC控制系统操作可行性的体系，同时要求设计人员成熟的掌握并熟练的使用。总的来说，在设计PLC控制系统时，成熟技术占有的比重达到75%以上。因为控制系统投入运营后，基本无法进行繁琐的改进，在PLC控制系统设计时如果存在问题则此问题可能不会被发现从而造成安全隐患，从而造成非常严重的后果。

4.2、采用高质量元器件

在PLC控制系统工作时，输入信号元件以及输出执行元件是主要的影响因素，因此为了保证控制系统可靠性的高要求，必须选择高质量的元器件。而元器件的可靠性分为固有和使用两种，其中固有可靠性是由元器件的设计以及制造过程确保的；而使用可靠性则是由设计者选择的正确性以及使用的正确性来保证的。

4.3、采取有效地抗干扰措施

在工业控制现场，由于之前提到的电磁干扰问题，必须合理安装布线、隔音处理电源等，从清除或者抑制电磁干扰，保障PLC控制系统的可靠性，以便设备可以在电磁环境中正常工作。同时采用远离技术，将弱信号线与强信号线进行疏离开来，进而减小电磁对于控制系统的干扰。

5、系统发展网络化的趋势

PLC控制系统网络化已经日趋成熟，其中有两个比较大的趋势：一是PLC控制系统网络化，不再像传统的封闭式系统，迅速向外开放模式发展。其中各大品牌的PLC系统，除了有自己企业的特色的PLC网络化系统。在设备完成程序任务之时，还能够和上一部分抹计算机网络系统连接，实现信息的两面交流，使得整个系统与计算机网络成为整体。二是在现场的技术总线上得到推广。通过一根传输作用的介质，比如说双绞线、同轴电缆、光缆等，把现场安装的智能设备，比如说传感器、仪表检测、智能型的电磁阀，按照同一个通信规范进行信息内部相互的传输，这样就构成工业现场的网络化控制。这样的网络化控制和原始单纯的PLC远程控制相比，配置上更为灵活，内容更为广阔，性价比更高。

随着科学技术的不断发展，在工业化的进程中PLC控制系统逐渐被使用，实现了工业生产的自动化。在工程实践中，PLC一般用来组成生产过程控制系统。PLC的运用使其相对于传统继电器-接触系统来说，其控制的设备系统工作可靠性大大提高。随着社会的不断发展，PLC技术会不断的进步，我们需要重视起来，从而更好的促进工业的发展。

参考文献

[1]林旭鸿.PLC控制系统的网络化控制探析[J].中国高新技术企业,2014,34:70-72.

[2]姬帅.网络化运动控制系统的关键技术研究[D].山东大学,2014.

[3]何飞跃.网络化控制系统在电力系统中的应用研究[D].华中科技大学,2006.