PLC在自動化控制過程中的應用分析

王貴宇(青島瑞普電氣股份有限公司 266111)

一、PLC控制系統(tǒng)概述

PLC（可編程控制器）是Programmable Logic Controller的簡稱，其實一種數(shù)字運算與操作的控制裝置。PLC集計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)與通信技術(shù)于一體，是替代傳統(tǒng)繼電器所發(fā)展起來的電子系統(tǒng)。PLC的了開發(fā)為實現(xiàn)工業(yè)環(huán)境中單臺設(shè)備控制到工廠整體流程的自動化。PLC的優(yōu)勢在于編程簡單、組裝靈活、體積小、抗干擾能力強等，并且隨著軟件、硬件設(shè)計開發(fā)技術(shù)的不斷進步，PLC的編程過程也不斷簡化，同時性能以及系統(tǒng)的開放性也得到了增強。如今PLC被廣泛地用于造紙、機械制造、輕工、化工、冶金等相關(guān)的領(lǐng)域。PLC的應用極大推進了機電一體化的進程與發(fā)展，是現(xiàn)代工業(yè)控制中的支柱。

二、PLC在自動化控制過程中的應用

PLC實質(zhì)上是一種專門用于工業(yè)控制系統(tǒng)的計算機，其硬件的結(jié)構(gòu)與微型計算機基本相同，目前其主要應用于以下幾個方面。

1.開關(guān)量的控制

PLC的本質(zhì)為用定義的虛擬繼電器與替代機械的繼電器，因而其用于開關(guān)量控制非常合適，PLC開關(guān)量的控制在工業(yè)自動化控制當中的應用具體有以下幾個方面。PLC開關(guān)控制實現(xiàn)了系統(tǒng)順序與邏輯的控制，其開關(guān)控制有速度快、接線簡單、維修操作方便等特征，反映迅速并且不會對器材造成損失。

PLC開關(guān)應用對于系統(tǒng)質(zhì)量有著很大程度的提升，有效地節(jié)省了人力與時間，同時也能夠防止系統(tǒng)線路不易被修改的問題，但其應當按照PLC的系統(tǒng)順序控制的公式進行設(shè)計，按照模擬仿真對系統(tǒng)控制的設(shè)計規(guī)范與合理進行檢查。此外，PLC的開關(guān)控制如今不只用于工業(yè)自動化當中的單臺設(shè)備控制，也用于多機群的工業(yè)自動化流水線控制。

2.模擬量控制

按照控制對象的特征，PLC以控制對象的特征作為模板，通過對其功能模塊的合理組裝，使得組裝后的系統(tǒng)控制功能更為完善，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的靈活控制。具體的組成模塊有主機模塊、高速計數(shù)與模擬量模塊等，模擬量控制模塊對控制系統(tǒng)的精確系數(shù)有著很大程度的提升，突破了以往的儀表控制系統(tǒng)維護的局面。工業(yè)生產(chǎn)過程當中，溫度、壓力以及流量等連續(xù)變化的模擬量較為常見，通過A/D或者D/A轉(zhuǎn)換可以得到相應的模擬量，從而保證編程器對得出的模擬量進行完善的處理，而PID調(diào)節(jié)則是閉環(huán)控制系統(tǒng)當中應用較多的一種調(diào)節(jié)方式。

3.系統(tǒng)過程與運動控制

PLC的系統(tǒng)控制是指連續(xù)過程的控制與離散過程的控制，其具體的過程控制也是按照系統(tǒng)的模擬量來工作，使系統(tǒng)參數(shù)按照要求良好運轉(zhuǎn)，如今這種PLC主要用于冶金、化工、熱處理等場合。PLC的運動控制主要指能夠?qū)I(yè)加工要求中的直線運動與圓周運動進行有效的控制，并且可以通過系統(tǒng)的脈沖量對機械的運動進行控制，由于脈沖控制的位移量較小，因而運動控制的控制精確度非常高，如今這種PLC的控制主要用于我國電梯、機械以及機床等場合當中。

4.分散控制系統(tǒng)

分散控制系統(tǒng)當中每一個控制的對象都對應著一臺PLC，這些可編程序控制器通過信號的傳遞來進行內(nèi)部響應的控制。分散控制系統(tǒng)具體采用了多臺機械生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)，不同的生產(chǎn)線之間進行有效的數(shù)據(jù)連接。由于控制對象之間由不同的PLC進行控制，因而一旦其中一臺PLC出現(xiàn)問題，也不會對其他的機械設(shè)備產(chǎn)生影響。而隨著PLC應用技術(shù)的不斷提升，PLC也可承擔起底層的控制任務(wù)。

5.通信及聯(lián)網(wǎng)控制

計算機控制技術(shù)的飛速發(fā)展使得工廠自動化網(wǎng)絡(luò)也得到了飛快的進步，PLC的生產(chǎn)與制造的過程當中，對于其通信功能非常的重視，如今PLC都有著通信接口，方便數(shù)據(jù)通信等相關(guān)的功能，多種通信接口使其有著很強的聯(lián)網(wǎng)通信能力，通過通信交換數(shù)據(jù)相互操作，再加上聯(lián)網(wǎng)的控制，參與通信的PLC可以達到一定的規(guī)模，乃至不受限制。并且PLC同智能的執(zhí)行裝置連接成設(shè)備網(wǎng)，進行數(shù)據(jù)的交換，形成遠程控制系統(tǒng)，既能夠簡化硬件維護與接線，同時又提升了控制的能力。

三、PLC的發(fā)展趨勢

如今PLC的不斷發(fā)展促進了PAC的出現(xiàn)，PAC不僅能夠?qū)崿F(xiàn)順序控制等功能，也能夠?qū)崿F(xiàn)運動控制、傳動控制、批處理等功能，有著很強的網(wǎng)絡(luò)通信能力，工廠自動化當中僅利用PAC就能夠?qū)崿F(xiàn)所有的控制功能。 從現(xiàn)在的發(fā)展形勢來看，隨著計算機應用技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC將有著更為廣闊的發(fā)展空間，越來越多的新技術(shù)成果將被用于PLC的制造與設(shè)計當中，PLC將會朝著智能更強、速度更快、儲存量更大的方向發(fā)展。而從規(guī)模發(fā)展來看，PLC將會向超大型與超小型的方向發(fā)展，通信設(shè)備將會更為完善，人機界面也會更為完美，能夠適用于各種不同工業(yè)控制場合需求。此外隨著控制系統(tǒng)的精確化程度的提升，PLC編程語言也會相應的提升，朝著多樣化以及高級化的方向發(fā)展，PLC也將不斷地增加產(chǎn)品的類型，應對不同市場的需求，從而帶動更大的市場，促進PLC的發(fā)展，使其在工業(yè)自動化領(lǐng)域當中發(fā)揮著更大的作用。

結(jié)束語

綜上所述，如今PLC得到了極為廣泛的應用，并逐步成為了我國自動化控制當中的標準設(shè)備。PLC的應用將朝著高速、大容量以及高級化方向不斷發(fā)展，其應用功能將不斷完善來滿足工業(yè)自動化的需求。PLC在工業(yè)領(lǐng)域的作用應當保持不斷的提升，從而在現(xiàn)代化工業(yè)進程當中發(fā)揮出更大的效用。

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