PLC 在工業自動化中的應用及發展

霍謹濤

（山西焦煤運城鹽化集團有限公司，山西 運城044000）

0 前言

進入新世紀以來，工業持續快速發展，自動化程度逐年提高。自動化水平成為產業生產能力的主要衡量標志。 PLC 誕生以來，為工業提供了優質的技術服務。PLC 集合了電子技術、運算系統、編輯功能和多種控制技術。 研究PLC 的應用和發展趨勢，就是要從理論層面和實踐層面共同探討PLC 自動化技術對工業生產的重要作用， 為自動化發展提供積極的方向。

1 PLC 的概述

PLC 與機器人、CAD/CAM 被稱為自動化領域的三大技術支柱，PLC 是可編程序控制器的英文縮寫，它是一種在工業自動化中應用而設計的數字運算電子操作系統，它的可編程序的內部存儲器執行各種操作指令（如順序控制、邏輯運算、計數、定時和算術運算等），并通過模擬量和數字量的輸入輸出來控制機械生產過程。 它將自動控制、計算機、電子通訊三種技術融為一體，成為工業自動化核心設備，具有抗干擾能力強、可靠性高、編程簡單、組合靈活、維修方便等許多優點。隨著科技技術的發展，PLC 由以前的簡單邏輯控制、 順序控制成功的發展到連續控制、邏輯控制和領域，為現代化工業自動化發展提供了基礎保障。

2 PLC 的主要特點

PLC 是傳統的繼電接觸控制和微機技術相結合而發明的產物，它克服了傳統的控制系統諸多缺點，成功利用了微處理器的優點，具有以下四個方面的特點：一是，抗干擾能、可靠性高力強，比較適用于復雜的工業自動化環境；二是，適用性強、配套齊全和功能比較完善，能較容易與工業其它控制系統聯成一體，使其功能不斷擴展；三是，操作簡單、易學易用，PLC 采用的是比較簡單指令形式的程序編制，使用戶程序編制直觀、簡單、方便易學；四是，發展成熟、功能強大。 PLC 經過近四十年的發展已經十分完善，尤其在開關量邏輯計算及處理、順序控制這兩個方面優勢顯著，模擬量閉環控制發展也很成熟。

3 PLC 在工業自動化中的應用范圍

目前， 隨著電子信息技術迅速發展，PLC 具有了計算機的諸多功能，已在國內各種行業廣泛使用，它逐漸向體積小、可靠性高、抗干擾能力強等方向發展。 在汽車、鋼鐵、化工、石油、電力、環保以及文化方面都有應用。 它的使用情況分為已下幾個類別。

（1）順序控制模式。隨著科技技術的不斷進步，順序控制已經采用PLC 系統來實現控制，取締了傳統的繼電器觸點控制模式。 PLC 在順序控制領域中，已經發展到領先的技術水平，只需要通過簡單的執行指令就可以進行有序的控制，這種特點反映出了PLC 的初衷，順序控制在工業自動化領域中發揮著重要的作用。

（2）過程控制模式。 現在的PLC 已經在連續控制領域廣泛應用，這一技術還在不斷發展，目前，已經由許多供應商開始放棄傳統PLC已占據的市場份額，向PLC 連續過程控制領域進軍。 過程控制是通過對電壓、電流、壓力、溫度等模擬量的前后輸入狀況分析，使系統的工作參數按照要求進行工作。 它的代表類型分為開環控制和閉環控制，在化工、冶金、鍋爐控制等工業自動化中得到廣泛的應用。

（3）運動控制模式。PLC 運動控制領域使用已經有很長時間了，目前還保持了很好的發展前景，PLC 機械運動控制同通過利用脈沖量的控制來實現的，根據機械運動規律（一般是圓或直線運動）和控制對象的特性來決定運動控制。 運動控制位置移動精確，適于一些精密儀器的加工和制造，比如機械、機器人、電梯、機床等制造。

（4）信息控制模式。它是通過對信息的采集、存儲、處理和傳輸，并進行數據分析，達到信息控制的目的，它是實現數據處理的功能。當前是信息時代， 信息技術是日新月異的發展和變化，PLC 也賦予了工作信息屬性，也標志著PLC 的功能轉變。

（5）遠程控制模式。 目前PLC 能實現遠程控制，主要是使用聯網模塊的通信功能， 它的控制方式主要有PLC 與PLC 控制網的遠程互聯控制、與智能終端的互聯實現遠程控制以及于計算機終端連接控制方式等。

（6）數據處理功能。 它具有數學運算、數據轉換、數據傳送、查表、排序、操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。 數據處理功能一般應用于冶金、造紙、食品加工業中的一些大型的控制系統。

4 PLC 在使用中應注意的問題

PLC 技術一般不需要采取什么措施， 就可以在工業自動化中使用。 但是，當一些外在因素的干擾，會對PLC 正常使用造成影響。 一是，溫度的影響。 PLC 使用的環境溫度應在0 攝氏度到55 攝氏度，安裝時要注意環境溫度， 不能在發熱量大的機器附近或原件下安裝，同時要保證通風良好，基本單元之間要間隔一定距離；同時要防止太陽光直接照射，開關柜上要設有通風扇或百葉窗。在北方冬季，要做好御寒工作，保證PLC 在規定的溫度下使用。 二是，濕度的要求。 濕度是PLC 元件穩定性的保證， 元器件的絕緣性能與空氣的濕度有關系，所以，要保證PLC 正常使用，就要控制空氣濕度在85%以內，保持在無凝露狀態下。 三是，震動的影響。 PLC 工作需要進行防震措施，它所工作的環境要求遠離強烈的震動裝置，防止震動頻率在10-50 赫茲的頻率，當使用環境不可避免震動現象，那么也應該采取一些減震措施。四是，空氣的影響。 PLC 使用對空氣也提出一些要求，比如避免腐蝕、易燃的氣體，避免酸性氣味高的氣體以及多粉塵、強腐蝕氣體的環境。如這些環境不可避免， 那么可以將PLC 安裝在密封較好的控制室或控制柜中，最好再安裝空氣凈化器等設備。 五是，電源的干擾。 PLC 使用電源為220V,50Hz 的交流電，它本身具有較強的抵御能力，一般情況下不需要安裝輔助電源設備，但是在電源干擾嚴重的環境，還需要安裝一臺帶屏蔽層隔離變壓器，保證正常電源的輸出使用。 在輸入端使用外接直流電源時，應選用直流穩壓電源，防止紋波對PLC 接收的影響。

5 PLC 的發展趨勢

在工業自動化領域，PLC 技術在廣泛使用中得到了發展， 它始終處于工業自動化控制的主戰場，在各種產品生產或制造中起到了可靠的控制應用，適應當前工業自動化的需要，為自動化控制應用提供比較完善的解決方案。 當前，工業現代化發展的方向是全面實現企業自動化向企業信息化方向發展， 現代工業自動化的特征是物流技術、信息技術和自動控制技術的綜合應用。為了達到提質降耗、開發新品、精細加工的新要求，PLC 的發展趨勢向著智能化、網絡化、數字化發展，同時向在線質量檢測、實施數據自動收集、故障自檢技術、設計調試手段和數據自動管理等一系列先進技術發展。

6 結語

我國正處于經濟發展的關鍵時期，科學技術對經濟發展具有重要的推動作用。科學技術的進步直接關系到生產領域的技術提升。PLC 的應用將對工業生產和自動化發展帶來新的機遇和挑戰。

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