PLC在工業(yè)自動化中的應用及發(fā)展

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摘要：自動化給工業(yè)生產(chǎn)使企業(yè)的效率與效益同時得到提高，PLC的廣泛應用給工業(yè)領域帶來了變革，在國民經(jīng)濟增長中發(fā)揮越來越巨大的作用。下文筆者圍繞PLC在工業(yè)自動化中的應用及發(fā)展進行探究，首先對PLC的種類進行分析再探究其在工業(yè)自動化的應用與發(fā)展狀況。

關鍵詞：PLC；工業(yè)自動化；應用；發(fā)展

前言

PLC出現(xiàn)以來，為工業(yè)提供了更為便捷的技術服務。PLC使運算系統(tǒng)、電子技術、編輯功能等有機地結合起來。PLC自動化技術在工業(yè)化生產(chǎn)中的地位越來越突出，故此，有必要對其進行研究與分析。

1.PLC簡介

PLC即為可編程的控制器，為一種數(shù)字操作和運算的控制裝置，在傳統(tǒng)繼電器基礎上產(chǎn)生的，集通信技術、自動控制技術和計算機技術為一體的系統(tǒng)。工業(yè)環(huán)境設備自動化控制到整個工廠流程的自動化在PLC開發(fā)的基礎上能夠有效的予以實現(xiàn)，抗干擾能力高、體積小、編程簡單是它的優(yōu)點所在。隨著軟件、硬件的設計及開發(fā)，出現(xiàn)了越來越簡單的PLC編程，極大的提升了系統(tǒng)和功能的開放性。如今，在化工、輕工、電力和機械制造等行業(yè)中都對PLC廣泛的進行了應用，有效的推動了現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。

2.PLC在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的應用分析

隨著網(wǎng)絡信息時代的到來，PLC技術得到迅猛發(fā)展，目前，PLC已成為工業(yè)控制裝置領域中不可或缺的組成部分：

2.1開關量的控制

作為PLC應用的最廣泛的功能之一，對開關量的控制主要體現(xiàn)在一下幾點：一是逐漸取代的傳統(tǒng)繼電器，依靠軟件編程實現(xiàn)邏輯控制，控制可靠、抗干擾能力強；二是PLC的硬件結構能根據(jù)現(xiàn)場工作環(huán)境的要求靈活應變，軟件編程能根據(jù)用戶要求實現(xiàn)多組、多套程序的編寫；三是適應性好，在單臺設備、多臺組合設備、自動化流水線以及更大規(guī)模的集成系統(tǒng)中都能實現(xiàn)控制。例如對數(shù)控機床、機械制造、運輸帶、包裝機械的控制，以及化工系統(tǒng)中各種泵和電磁閥的控制。

2.2運動控制

運動控制，也稱位置控制，是指對直線或圓周運動的控制。早期的PLC用開關量I/O模塊實現(xiàn)運動控制，現(xiàn)階段一般使用專用的運動控制模塊，以實現(xiàn)模擬量輸出、脈沖輸出等功能。當前，在機械、機器人、電梯等控制場合均有應用。

2.3模擬量過程控制

現(xiàn)階段的PLC生產(chǎn)已經(jīng)實現(xiàn)模塊化，比如PLC本身就由CPU模塊、存儲器模塊、I/O模塊、通信模塊等構成，既能實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的準確控制，又能方便自身故障的排查。目前，中、大型PLC都通過模擬量I/O模塊等，實現(xiàn)了模擬量的過程控制；部分小型PLC也具有模擬量輸入輸出功能，如壓力、流量、溫度等模擬量。PLC 的這一功能已經(jīng)廣泛應用于鍋爐、恒壓供水等方面。

2.4機械加工的數(shù)字控制

PLC具有數(shù)字運算、數(shù)據(jù)傳輸、轉換、查表和位操作等功能，可以完成對數(shù)據(jù)的采集和處理。利用PLC能實現(xiàn)接受和輸出高速脈沖的功能，配置相應的傳感器和脈沖伺服裝置，PLC就能實現(xiàn)數(shù)字量的智能控制。如PLC和計算機數(shù)控（CNC）裝置組合為一個整體，可實現(xiàn)數(shù)值控制，組成數(shù)控機床，這在機械加工領域扮演著重要的角色。

2.5機器人控制

隨著工廠自動化的網(wǎng)絡的形成，機器人被使用的范圍將會越來越廣，許多機器人都用PLC來控制其各種機械運動。如德國西門子公司制造的機器人就采用該公司生產(chǎn)的16位PLC組成的控制裝置，一臺控制設備可以對具有3～6軸的機器人進行控制，自動處理它的機械運作。

3.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(yè)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(huán)境溫度應在0攝氏度到55攝氏度，安裝時要注意環(huán)境溫度，不能在發(fā)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(guī)定的溫度下使用。

二是，濕度的要求。濕度是PLC元件穩(wěn)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(nèi)，保持在無凝露狀態(tài)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(huán)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(huán)境不可避免震動現(xiàn)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(huán)境。如這些環(huán)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(huán)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(wěn)壓電源，防止紋波對PLC接收的影響。

4.工業(yè)自動化領域PLC應用前景展望

針對現(xiàn)階段的發(fā)展情況，在工業(yè)自動化中盡管對PLC進行了應用，但是，硬件和軟件系統(tǒng)的問題在其中還是比較的突出。例如專用通信網(wǎng)絡協(xié)議、專用總線和各大公司結構不同等情況，都會影響到其兼容性。然而，利用對PLC的震動控制、溫度限制和濕度限制能夠發(fā)現(xiàn)，在工業(yè)自動化領域中，PLC在今后的發(fā)展中主要會向著以下三個方向邁進：

首先，PLC對產(chǎn)品、功能和設計的多方面發(fā)展能夠給予實現(xiàn)。在市場經(jīng)濟不斷發(fā)展的背景下，為了在市場競爭中PLC能夠占據(jù)一定的位置，也再不斷的提升自身的種類，一旦有豐富的產(chǎn)品存在于PLC中，這樣就能夠?qū)⒁欢ǖ谋憷麨槭袌鲂枨筇峁┏鰜怼?/p>

其次，在高速度和大容量的帶動下，對于升級運算能力PLC將會逐步的予以實現(xiàn)。在信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的背景下，在微型高速當中，普遍的存在著設別價格下降和容量加大的情況。所以，在存儲設備當中能夠?qū)LC控制系統(tǒng)廣泛的進行應用。在PLC系統(tǒng)現(xiàn)狀的從基礎上，相信在以后，能夠?qū)崿F(xiàn)PLC控制系統(tǒng)的進一步升級。

再次，編程語言在PLC中會向著高級化和多樣化的方向邁進。中型PLC和小型的PLC是將梯形圖語言放在關鍵位置上的編程語言，隨著不斷開發(fā)出高級的PLC編程語言，也逐漸的引領PLC編程語言向著高級化和多樣化的方向邁進。比如，BASIC和C語言等。因此我們能夠發(fā)覺，在工業(yè)自動化領域中，PLC在其中的發(fā)展前景將會越來越廣闊。

5.總結語

隨著科學技術的發(fā)展，工業(yè)自動化技術層出不窮，未來PLC將朝著網(wǎng)絡化、集成化、開放化、智能化的方向發(fā)展。PLC技術盡管面臨著來自其他自動化控制系統(tǒng)的挑戰(zhàn)，但同時也在吸收它們的優(yōu)點，不斷創(chuàng)新，相信其在今后的國民經(jīng)濟各領域?qū)⒌玫礁鼜V泛運用與推廣。

參考文獻：

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