談PLC的控制特點和應用及發展方向

黃加明

摘 要 隨著PLC技術在過程控制和工業機器人等領域的應用，概括了PLC技術的高可靠性、維護方便、可進行在線修改等優越的性能和突出特點，總結了該領域的新技術、新產品現狀，以及PLC向著微型化、網絡化兩個方向的發展趨勢。

關鍵詞 PLC控制技術 特點 現狀 發展方向

中圖分類號：TM571 文獻標識碼：A

0 引言

目前PLC已被廣泛應用于機械制造、電力、航空、造紙、化工、冶金、礦業、輕工及汽車等各個行業，成為工業自動化領域3大技術支柱（PLC、CAD/CAM技術和工業機器人）之一，并一度占據首位。但隨著微處理器、通信和網絡、人機界面技術及SMT（表面安裝技術）工藝等的迅速發展，自動控制領域的新技術、新產品不斷涌現，嵌入式技術、PC-BASED（測控技術）、工業IT技術正在迅速改變控制系統的格局，PLC正面臨日益尖稅的挑戰。

為了應付這種嚴峻的形勢，生產PLC的各家公司已相應地調整研制戰略，采用改進設計、提高性能，轉向開放的體系結構等措施來迎接挑戰，PLC在不斷融合新興技術的進程中表現出更強大的生命力，目前仍是工業領域主流的控制產品。

1 PLC控制技術的特點

可靠性高，抗干擾能力強；I/O接口模塊豐富；體積小、重量輕、功耗低、易于安裝；通用性強、控制程序可變、使用方便；功能強、適應面廣；設備完善、適應性強；程序編制簡單、易學易用。

2 PLC控制技術的應用現狀及應用領域

2.1 PLC在國內應用現狀分析

我國大中型企業普遍采用了先進的自動化系統對生產過程進行控制，但絕大部分小型企業尚未應用自動化系統和產品對生產過程進行控制。隨著競爭的日益加劇，越來越多的小型企業將采用經濟、實用的自動化產品對生產過程進行控制，以提高企業的經濟效益和競爭實力，按目前的經濟形勢分析，巨大的市場需求為發展PLC業務提供了難得的歷史機遇，我國將迎來一個PLC市場高速增長的時期。

2.2 PLC應用領域

經過20多年的工業應用，PLC，使用情況大致可歸納為如下幾類：

（1）用于開關量邏輯控制。它是PLC的最廣泛也是最基本的應用領域。可以取代繼電器控制裝置，如機床與電動機電氣控制，還可用來取代順序控制和程序控制，如上料和皮帶運輸等。

（2）用于閉環過程控制。過程控制是對溫度、壓力等連續變化的模擬量的閉環控制。現在PLC都配有PID子程序，這一功能可以用PID子程序或專用的PID模塊實現，PID閉環控制功能已廣泛用于鍋爐、冷凍、反應堆、水處理，還可用于閉環的位置和速度控制。

（3）用于數據處理。PLC具有算術運算、數據轉換、數據傳送、查表、排序及位操作等功能，可以和數字控制（NC）及計算機數控（CNC）組成一體，實現數值控制。數據處理一般應用于大型控制系統，如無人柔性制造系統，也可用于過程控制系統，如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。

（4）用于機器人控制。隨著自動化網絡的形成與發展，應用機器人的領域不斷擴大，PLC也可以控制機器人。

（5）組成多機控制系統。隨著計算機控制技術的發展，工廠自動化（FA）逐步興起，部分PLC廠家也建立了多層控制系統，并向制造自動化通訊協議MAP靠擾，實現PLC與上位計算機、PLC之間、PLC與I/O之間的通信。

3 PLC控制技術的發展方向

21世紀，PLC會有更大的發展。從技術上看，PLC的設計和制造在融合計算機發展的新技術、新成果的基礎上，將會使產品速度更快、存儲容量更大、可靠性更高。從規模上看，PLC會進一步向體積更小，功能更強、專用化更強和性價比更高的微小型和高可靠性、兼容性好、高容錯性和多功能的大型化方向發展。從網絡技術方面看，PLC將和工業控制計算機聯網組成大規模的控制系統。目前DCS（計算機集散控制）系統中已有大量的PLC應用，隨著網絡的發展，作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分的PLC將在工業控制等眾多領域發揮更大的作用。通信標準化方面，PLC從單機控制自動化向系統生產自動化過渡，這就要求PLC與上位計算機、PLC之間、PLC與I/O之間能及時、準確互通信息，以便能步調一致地進行控制和管理。機電一體化方面，機電一體化技術是新型一項技術，發展前景廣闊，它是是機械、電子、信息技術三者的融合，它的產品通常由機械本體、微電子裝置、傳感器、執行機構等部分組成。為了滿足機電一體化的需要，PLC正在增大存儲容量和加快運算速度等方面入手，增強自身功能，同時還在進一步縮小體積，加強堅固性和密封性，提高可靠性和易維護性。 PLC的容錯系統是當前發展最快的一個領域，有廣闊的市場。集成化方面，硬件上對一體型PLC集成多種特殊功能，而對模塊型PLC，增加特殊功能模塊；軟件上使復雜的程序集成，具備打包功能，這樣，使用者可以根據控制系統特性，進行指令開發，同時也增強了程序的保密性。

總之，現代PLC控制技術將向體積更小、功能更強、價格更低、速度更快的微小型方向發展，同時也會朝著大型網絡化、兼容性好、功能全及可靠性高的方向發展。據美國專家調查，2000年PLC占控制市場的份額超過了50%。在網絡信息技術高速發展的時代，PLC控制技術也將逐步得到優化，也必將擁有更為廣泛的發展前景。

參考文獻

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