PLC在工業自動化控制中的應用

賴建明

摘 要：隨著我國科學技術水平的不斷提高，PLC技術發展得越來越成熟，在工業自動化控制領域內的運用也越來越廣泛，如工業自動化中的開關量控制和位置控制等等。文中筆者首先對基于PLC的工業自動化控制工作原理進行了簡述，其次對PLC在工業自動化控制中的應用進行分析，最后對PLC在工業自動化控制中的未來發展進行了展望。

關鍵詞：PLC；工業自動化；未來發展；展望

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.003

0 引言

PLC是一種在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統，在工業自動化控制中的應用非常廣泛。一般情況下，PLC在工業自動化控制中的應用有四種類型，分別為模擬量控制、位置控制、開關量控制和系統集中控制[1]。PLC技術在工業自動化控制中的應用對于工業的發展具有一定的促進作用，因此其具有非常良好的發展前景。在此背景下，本文對PLC技術在工業自動化控制中的應用進行簡要探討。

1 基于PLC的工業自動化控制工作原理

PLC在運行時所需要進行的工作包括輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新等三個方面[2]。在輸入采樣階段，PLC會通過掃描的方式按照順序讀入所有輸入狀態以及輸入數據，同時把這些狀態及數據存貯到相應的單元，當這一階段的數據輸入采樣完成以后就可以進行下一步工作了。在用戶程序執行階段，可編程控制器會對用戶程序進行自上而下的掃描，根據掃描結果來執行相應的程序。在對用戶程序進行掃描時，需要按照固定的順序和路線進行程序的計算，固定的順序是指從左到右，自上而下的順序。當用戶程序執行階段完成以后就可以進行下一步的環節。在輸出刷新階段，PLC的CPU會根據I/O映像區內對應的狀態和數據對所有的輸出鎖存電路進行刷新，通過輸出的控制電路驅動相應的外圍設備，控制具體執行機構的具體運作。當這一階段的工作結束之后，PLC的整個運行過程才算完成，即為一個周期。對于不同的工業環境而言，其要求也不一樣，主要體現在PLC的周期差異，因此不同的工業環境所采用的PLC周期也不盡相同。

2 PLC在工業自動化控制中的應用

PLC在工業自動化控制中的應用主要有以下四個方面，分別為模擬量控制、位置控制、開關量控制和系統集中控制。

2.1 模擬量控制

PLC是在控制對象特征的基礎之上，根據組合功能模塊的特性將其組裝成為功能完善的一個完整的控制系統，其可以達到提高整個控制系統準確性的目的。對于PLC而言，其主要是由位置控制模塊、主機模塊、通訊模塊和模擬量控制模塊等多個模塊組成的。對于PLC的模擬量控制來說，它可以很大程度上提高工業自動化控制系統的精準度，同時其還可以通過熱處理的方式為整個控制系統的設計和維護提供巨大的便利。

2.2 位置控制

位置控制對于工業自動化控制來說是重要的組成部分之一，因此對于該部分的設計是非常重要的。位置控制的主要目的是對步進電機的位置進行控制，通過PLC技術可以在控制步進電機的基礎之上，對步進電機的位置控制得更為精確。這是因為PLC技術可以在進行步進電機控制的同時還可以向步進電機繞組發出脈沖，通過這種方式可以對步進電機的位移變化進行準確的控制，減小誤差，從而達到精確控制位置目的。

2.3 開關量控制

PLC的開關量控制在其設計上具有有一定的規范性和科學性，且開關量控制的設計目的是為了提高控制的可靠性。開關量控制的設計是基于中間繼電器控制系統的動作，進而通過順序控制器的公式所得到的。

2.4 系統集中控制

通過PLC技術可以實現工業自動化控制，與此同時，它還可以對整個工業自動化控制系統進行控制，比如當控制系統在運行過程中發生一些問題時，其會對故障發生的原因進行檢測，并顯示相應的檢測結果。控制系統是通過時限故障檢測和邏輯錯誤檢測來實現對整個工業自動化控制系統的控制。對于工業生產中的機床設備而言，在進行工作時需要有足夠的準備時間，并且要求在進行工作之前必須通過每一道工作工序。在進行控制系統檢測工步動作時，定時器可以相應地啟動，當定時器發出信號時，可以將其作為啟動報警信號，也可以將其作為自動停機的信號。

3 未來發展展望

就現階段而言，PLC技術在工業自動化控制的應用中還存在一定的問題，主要包括軟硬件體系封閉，以及專用總線、各大公司結構不一樣、專用通信網絡協議等一些原因對各種不兼容造成了影響，但是可以通過濕度限制、震動限制和溫度限制等方式來進行有效地控制。從這里可以看出，PLC在工業自動化控制中的發展還是具有非常大的潛力的。總的來說，PLC 的發展方向可以分為以下三個方面：第一，可以向實現設計、產品與功能等多方面進行發展。隨著我國經濟實力的不斷上升，我國的經濟市場也在不斷提升，通過這種方式可以豐富PLC的產品，為市場提供更多的方便；第二，提升PLC的運算能力。現階段，信息產業正在高速發展，設備的容量加大和價格下滑的情況已經非常普遍，通過提升PLC的運算能力可以使其在未來的進一步升級得以實現；第三，PLC編程語言將朝向多樣化與高級化發展。目前而言，PLC普遍使用的編程語言為梯形圖語言，通過開發高級編程語言，可以向多樣化和高級化的方向發展，如C語言和BASIC等等，因此值得進行相關的研究和開發。

4 結語

通過本文的研究，我們可以對PLC在工業自動化控制中的工作原理有了初步的了解，主要包括模擬量控制、開關量控制、位置控制和系統集中控制等四個方面的應用。隨著科技水平的不斷發展，我國的PLC控制技術的發展速度也將隨之加快。在實現工業自動化的領域中，采用PLC 控制技術是適應社會的必然需求，同時也是保障自動化水平的基本前提。面對如今的發展形勢，相關的研究人員還應不斷加大其研究力度，不斷完善PLC 控制技術水平，使得其更好地應用于工業自動化領域中。

參考文獻：

[1]孔德政，李振華.PLC在工業自動化中的應用[J].測試工具與解決方案，2013（19）.

[2]劉憲武.PLC在工業自動化控制中的應用[J].中國高新技術企業，2013（17）.endprint