淺議工業自動化中PLC技術的應用分析

摘 要：PLC的中文翻譯為可編程邏輯控制器，其本質為具有控制功能的計算機。隨著應用電子技術的不斷發展，作為微控制器一部分的PLC已經廣泛應用于工業的各個領域。文章試分析PLC在工業自動化控制領域的具體應用，探討PLC的未來發展方向。

關鍵詞：工業自動化；PLC技術；應用分析

中圖分類號：FTP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2015） 02-0000-01

PLC作為計算機裝置，主要通過對數字進行運算來實現對工業生產過程的控制。PLC裝置的核心是可以編制程序的儲存器，憑借模擬方式輸入和輸出數據，通過數字和邏輯運算來控制機械的運行。隨著應用電子技術的不斷發展，PLC技術越加純熟，在工業環境下，PLC的應用規模正不斷擴大。

一、PLC概述

（一）概念

PLC是一種集成了計算機、控制、通訊多個功能為一體的綜合性技術，具有極強的可定制性，工業各企業可以根據自身的生產需要對其進行編程改造。PLC占用空間小、能源消耗低，具有很強的抗干擾能力，受到設計人員與操作人員的極大歡迎。隨著科學技術的不斷革新，PLC的功能越加完善，已經從誕生之初只能控制一臺機器進化到目前可以控制數量眾多的各類型設備。

（二）特點

1.通信協議與國際接軌

PLC具有通訊功能，目前應用于工業領域的PLC其通信協議已經接軌國際標準，這使得國內外的商家可以進行便利的交流。

2.PLC與總線結合

現場總線的提供者與PLC的生產者通常都是同一家企業，二者集合可以使傳感器與執行器的接口更加協調。

3.編程設計更方便

通信模塊的植入使得PLC可以更方便的接送信息，編寫程序只要在一側進行，另一側就可以由通訊收到信息，進行統一的程序改變，這大大的降低了程序的編寫數量。

（三）優點

1.性能可靠，抗干擾

電氣設備對性能的可靠程度有極高要求。目前應用于工業領域的PLC的內部電路普遍使用的是大規模集成電路。高規格的生產工藝使得PLC在抗干擾能力上具有極高的優越性。相關研究結果顯示，PLC的故障率極低，一般在2萬小時以內不會發生故障，而一般電氣設備則無法做到連續近3年不發生故障。

2.編程語言簡單

PLC的編程語言是非常簡單的指令，梯形圖語言與繼電器電路圖有極高的相似度，PLC用不多的邏輯指令控制系統的開關量，實現繼電器電路的控制功能，這使得非專業人士也能輕松簡單的操作PLC裝置。

3.適用范圍廣

PLC的種類雖多，但模塊卻具有系列化的特性，配套的軟件包非常齊全，用戶可以根據自身的需求來定制不同種類不同用途的PLC模塊。目前PLC的模塊功能已經涉及到對位置、溫度、網絡等方面的控制。

4.易維修

PLC使用邏輯存儲器取代了傳統的接線模式。設備外部線路的減少在節省空間的同時也降低維修人員的工作量。并且，PLC具有自我診斷功能，一旦發生故障，可以自行通知技術人員故障部分和可能的故障原因，大大的降低了維修人員的維護難度。

二、PLC的工業自動化應用

（一）運動控制

PLC的運動控制功能涉及到控制對象的空間與速度變換，即控制工作對象進行單坐標直線運動和多坐標平面立體運動，甚至多個對象的協調運動也可以借助PLC的運動控制功能來實現。其中，對位置的控制可以實現機械精度的最大控制。如PLC可以對機械臂搬運重物的目標定位進行精確控制；也可以控制步進電機，通過向繞組發射脈沖來實現精確的位移。

（二）過程控制

PLC多用于連續生產過程，根據之前與現在輸入的模擬量（電壓、電流等）計算出生產過程所需要輸出的模擬量，實現閉環控制。

（三）開關量的邏輯控制

PLC的開關量控制功能與傳統的繼電器功能相類似，但技術方面要更先進，功能也要更豐富。PLC通過邏輯關系控制機械實現順序動作與互鎖保護動作。如自動生產線的邏輯控制。

（四）網絡通訊

PLC內置有網絡通訊模塊，可以在生產過程中實現不同PLC之間、PLC與總線之間的實時信息交流，架構出一個網狀的PLC通訊體系。企業通過PLC通訊網來進行單機分散管理或多機的集中控制，進而將整個生產部門造就成一個自動化的有機體系。

（五）信息處理

PLC可以采集生產中的各種數據并加以傳輸、儲存，以便后來進行檢索和修改。PLC可以通過采集的數據信息對系統進行控制。

（六）智能控制

依托于越來越先進的電子技術，PLC與人工智能的結合使得工業自動化的某些領域已能實現智能控制。工業自動化中具體應用到的智能系統分別有：專家系統、模糊算法、智能神經網絡、仿人控制、學習控制和混沌控制等。以鋼鐵工業為例，智能控制技術已在這個領域得到廣泛的應用，其應用已滲透到了各個生產環節，如機械參數的設定與控制、生產方案的定制與修改、設備性能和運行狀況的自動診斷與實時監測。PLC的應用使得原來那些繁瑣復雜、模糊不清、難以計算的過程變得越來越簡單，使生產過程的控制越來越明晰化。

（七）三電系統集成

所有工業自動化PLC系統其結構都包括測電器（或傳感器）、自動控電器與電力傳動設備三個部分，三電缺一不可。企業若是想承擔大中型項目，更是少不得三電系統的支持。PLC綜合了計算機、控制、通信多種功能為一體使得現場總線在工業生產上體現出高性能、低能耗的優越性，實現了工業的綜合自動化發展。

三、發展方向

（一）自動化、智能化、集成化

電子技術與控制技術的結合使得PLC技術向智能化、自動化的方向高速發展，多種學科知識的滲入使得PLC自動控制系統越加走向集成化的發展方向。

（二）微型化、高性價比化

隨著制造工藝的不斷提高，PLC日漸微型化、高性價比化。體積不再是初期那么龐大，價格也降低了很多，常用的PLC已經可以如普通計算機一樣大的體積，有些微型PLC的價格也已經低至幾十歐元。

（三）網絡化、開放化

網絡技術的發展使得PLC可以實現與總線或平級PLC之間的信息交換，越來越多的PLC廠商在設計系統時加入了更多的接口，使得自動化控制系統具有了更高的開放性。PLC可以通過網絡通訊，對生產過程進行網絡化的管理。

四、結束語

各學科技術的不斷滲透使得PLC的功能與性能愈加優越，促進了工業各個領域得以更大程度的實現自動化控制。PLC在工業的廣泛應用，必將為我國國力的強盛貢獻出一份強大的力量。

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