PLC在工業自動化中的應用和發展

康杰雄

摘 要：PLC是工業產業經濟發展背景下的產物，它為工業技術領域帶來了一次革新，使可編程程序成為了工業生產設備提高運行效率的關鍵，文章從四個方面來探究PLC在工業自動化中的應用與發展。

關鍵詞：PLC；工業生產；自動化；應用；發展

1 PLC概念及發展

1.1 基本概念

PLC（Programmable Logic Controller PLC）就是可編程控制器。在過去的發展歷程中，PLC經歷了不斷的革新。現如今，新的PLC技術不但在傳統PLC上加增了控制組態軟件，還完全實現了自動化應用，而且應用范圍也在不斷擴大。

1.2 業界發展

近些年來，許多PLC制造廠商一直都在研究和開發著新技術，拓展和強化了PLC的各項功能，而且進一步縮小了PLC的造型比例。三菱公司就曾經推出過他們的微型PLC系列產品PLCFX系列。這一系列的特點就是設備小巧，整個尺寸在15cm×13cm×7cm大小，像FX2、FX0N、FX2C、FX1N都秉承了小巧這一特點，但“麻雀雖小五臟俱全”，PLC雖然在結構形態上有了大幅度的精巧化，但是它的性價比卻越來越高，功能性也愈加強化。

為了提高PLC的使用性能和安全運行，三菱的FX2N型號PLC還特意在裝置中配備了EEPROM模塊來替代傳統中的RAM與鋰電池，這一設備的增設就省去了PLC在服役期間的維護，此舉措是具有革新性的，因為完全免維護的設備在行業領域內尚實屬少見[1]。

2 PLC編程軟件的應用

應用計算機系統進行編程軟件設計能夠改善PLC控制系統的硬件組態。通過與計算機的聯動，PLC屏幕上就可以直接顯示和生成各種編輯梯形圖與指令表，并建立順序功能圖程序等操作軟體，實現了不同編程語言之間的互換，而且這些程序都能實現遠程編程。

在編程軟件功能的進化方面，PLC的更新也非常之快。例如三菱公司就先后推出了像MEDOC、SWOPC-FXGP、WIN、GPPW這樣的仿真模擬編程軟件，而且都是包括了中英文的國際版本，為我國生產的實際應用與操作提供了便利。

3 PLC的外部抗干擾措施

PLC設備具有很強的抗干擾能力，這是由于設計者根據PLC的特點與外部干擾因素進行了各方面的強化與預防，增加了相關的保護措施[2]。見表1。

表1 PLC外部抗干擾具體措施示意表

4 工業自動化領域中PLC的具體應用

電子信息領域的不斷發展也帶動了PLC的進步，它不但逐漸實現了小體積、高可靠性與高抗干擾性，還在各個工業領域中得到了廣泛應用，得到了人們的充分認可。

4.1 過程控制模式

新型PLC在連續控制領域中有相當廣泛的應用，它是通過電流、電壓、氣壓與溫度等模擬量進行連續控制的，而且PLC能夠對這些變化模擬量進行隨時隨地的狀況分析，讓所有設備系統能夠按照它所分析出的合理參數進行運轉工作。目前，PLC在過程控制模式中主要分為閉環控制與開環控制兩方面，這兩大模式已經能夠在冶金化工等領域成熟應用，并取得了一定成就。

4.2 運動控制模式

PLC運動控制模式并不是新控制技術，但是依然保持著良好的發展勢頭，業界對其在功能應用上作出了一定程度的改進，使其已經能夠通過脈沖量來實現自動化控制。這一理論是借鑒了機械直線運動規律與控制對象運動特性而得來的。它不但能夠精準控制機械運動的位置，也能參與到一些精密儀器的制造與加工環節之中，現在的電梯、機床甚至機器人的制造都應用到了這種PLC運動控制模式[3]。

5 工業機械手步進控制的PCL應用設計

工業生產流水線為了解決工業生產自動化的問題會設計基于PLC應用的機械手步進控制系統。假設機械手完成工件的移動需要從A點移動到B點，那么機械手工作的上下限位以及左右限位開關、包括抓放無限位開關，都需要通過PLC進行控制，這就需要設計內部定時器，通過它的啟動和關閉來控制抓放時間。

圖2 工業機械手動作步驟順序示意圖

本設計選擇了三菱公司的F1 PLC，它的內部包括了編程、梯形圖和I/O內部、內部繼電器等關鍵器件。

當我們按下啟動按鈕時，機械手就會從右位A開始下降，直到觸及到下限位開關，下降停止。定時器此時接通開始計時，機械手準備抓起工件，定時器在0.5s時結束，抓工件完畢后，機械手上升，直到接觸上限位，上升停止。隨后，機械手向左旋轉，碰到左方旋限位開關時，左旋停止。然后機械手下降，當再次碰到左方下限位開關后，下降再次停止。此時定時器接通，機械手放下工件，定時0.5s后結束。機械手松開工件，上升，完成前面描述的同樣動作程序進行向右回歸。（見圖2）

6 結束語

我國工業自動化事業正處于發展上升的關鍵期，PLC的工業自動化進步為實際工業生產起到了重要的推動作用，同時它也為人類發展帶來了全新的機遇與挑戰。所以，合理與高效地利用PLC對我國工業發展具有劃時代的歷史意義，也具有現實意義。

參考文獻

[1]黃干將.PLC在工業自動化控制領域中的應用及發展[J].價值工程，2010，29（24）：223.

[2]霍謹濤.PLC在工業自動化中的應用及發展[J].科技視界，2014（10）：333-333.

[3]姚雪梅.基于PLC的電氣自動化控制水處理系統研究[J].機電信息，2013（6）：124-125.