淺析PLC控制技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

李亞　楊興偉

摘要：PLC控制技術(shù)自誕生以來(lái)發(fā)展非常迅速，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到自動(dòng)化領(lǐng)域并保持與時(shí)俱進(jìn)。PLC技術(shù)結(jié)合了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)。隨著技術(shù)的發(fā)展和不斷創(chuàng)新，PLC保持著工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，為自動(dòng)化控制設(shè)備提供了高可靠度的控制應(yīng)用，范圍逐漸擴(kuò)大到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們?nèi)粘Ｉ钪小?/p>

關(guān)鍵詞：PLC；自動(dòng)化；控制；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM571.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）01-0012-02

1 PLC控制技術(shù)概述

PLC（Programmable logic Controller），全稱為可編程序邏輯控制器，是一種數(shù)字運(yùn)算的操作系統(tǒng)，PLC主要的硬件單元有：中央處理器（CPU）、輸入/輸出模塊、外部設(shè)備編程器和電源。內(nèi)部各單元通過(guò)總線連接，外部根據(jù)實(shí)際控制對(duì)象對(duì)應(yīng)的設(shè)備與控制裝置構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)之初專為工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和編寫程序，控制各種類型的生產(chǎn)機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。它取代了原來(lái)的繼電器-接觸器控制方案，減少控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高了可靠性，更好的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)控制、遠(yuǎn)距離控制、全局自動(dòng)化控制。目前，PLC技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入各行各業(yè)甚至是人們的日常生活中。在工業(yè)自動(dòng)化控制范疇的應(yīng)用趨于成熟，PLC的應(yīng)用遍及制造行業(yè)、醫(yī)藥生產(chǎn)及石油化工等行業(yè)中，有著不可替代的作用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、智能生活等領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸呈現(xiàn)，PLC技術(shù)的新時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。

2 PLC控制技術(shù)的應(yīng)用

2.1 PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用

PLC的應(yīng)用領(lǐng)域主要有開關(guān)量控制、模擬量控制、順序控制、過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集、聯(lián)網(wǎng)和通信等。PLC在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中最基本的、最廣泛的應(yīng)用是開關(guān)量的控制，在開關(guān)量邏輯控制中取代了傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制、順序流程控制。

在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，利用自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，控制效率高，也減少了人們?cè)趶?fù)雜、危險(xiǎn)的環(huán)境下的工作。設(shè)計(jì)時(shí)首先根據(jù)工廠自動(dòng)化生產(chǎn)的需求，確定整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，選擇需要的模塊，完成對(duì)PLC的選型，同時(shí)也要考慮系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性；其次是對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，結(jié)合硬件中的各種開關(guān)、傳感器等實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的外圍設(shè)備進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)完成后最重要的就是整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試，檢驗(yàn)系統(tǒng)的功能是否完善、是否達(dá)到預(yù)期的生產(chǎn)控制要求；最后進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)安裝與運(yùn)行。PLC在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)不斷地實(shí)驗(yàn)和完善，不僅完成了復(fù)雜、重復(fù)性高的工作，還是實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的可視化運(yùn)行。典型的應(yīng)用有：

（1）機(jī)床電氣控制系統(tǒng)；

（2）汽車裝配線；

（3）啤酒罐裝生產(chǎn)線；

（4）機(jī)械手控制系統(tǒng)；

（5）物料分揀系統(tǒng)；

（6）工廠生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)。

2.2 PLC控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

PLC配置有模擬量與數(shù)字量相互轉(zhuǎn)換的A/D、D/A單元，主要通過(guò)此單元對(duì)模擬量進(jìn)行控制，按照農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用戶的需求以及不同特點(diǎn)對(duì)開關(guān)量進(jìn)行設(shè)定，使PLC的系統(tǒng)參數(shù)按照用戶的設(shè)定值來(lái)操作，分析和比較模擬信號(hào)的歷史狀況以及當(dāng)前狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力、溫度、濕度、液位、流量等模擬信號(hào)進(jìn)行PID控制，控制效果較為理想。

我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著規(guī)模大但機(jī)械化程度不高，產(chǎn)量易受自然條件影響的特點(diǎn)。PLC技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展有著重要意義。通過(guò)PLC控制技術(shù)合理調(diào)節(jié)生產(chǎn)條件，減小地域、節(jié)對(duì)動(dòng)植物生長(zhǎng)的影響，提高生產(chǎn)效率，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有序而高效。現(xiàn)階段，PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸增多，主要的應(yīng)用有：

（1）溫度監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)；

（2）自動(dòng)灌溉施肥系統(tǒng)；

（3）大棚自動(dòng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)；

（4）養(yǎng)殖場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。

2.3 PLC控制技術(shù)在智能服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用

PLC除在工業(yè)農(nóng)業(yè)中應(yīng)用廣泛外，在生活中的應(yīng)用也很多，始終與人類的需求同步。比如高樓層生活供水，可實(shí)現(xiàn)恒壓供水；商場(chǎng)及賓館的電梯控制等。在智能服務(wù)領(lǐng)域，主要是PLC遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)，主要通過(guò)串行通信接口，利用雙絞線、同軸電纜將它們連成網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)PLC與智能終端之間的互聯(lián)、PLC與PLC之間的互聯(lián)、以及PLC與計(jì)算機(jī)互聯(lián)、PLC與以太網(wǎng)的互聯(lián)等，實(shí)現(xiàn)智能遠(yuǎn)程控制。此外PLC具有工作可靠、運(yùn)行穩(wěn)定、價(jià)格經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，具有一定的抗干擾能力，因此它在日常生活中的智能控制系統(tǒng)類應(yīng)用備受人們的關(guān)注，發(fā)揮著重要作用。典型的應(yīng)用有：

（1）交通控制系統(tǒng)；

（2）電梯運(yùn)行控制系統(tǒng)；

（3）智能家居控制系統(tǒng)；

（4）醫(yī)院智能呼叫系統(tǒng)；

（5）污水處理控制系統(tǒng)；

（6）洗衣機(jī)、空調(diào)等家用電器的控制。

3 PLC技術(shù)的發(fā)展與前景

目前，世界上PLC生產(chǎn)廠家有200多家，以美國(guó)、歐洲、和日本等三個(gè)流派的產(chǎn)品為主，產(chǎn)品都各具特色。其中，美國(guó)是PLC生產(chǎn)大國(guó)，有100多家PLC廠商，著名的有A-B公司、通用電氣（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司。歐洲PLC產(chǎn)品主要制造商有德國(guó)的西門子（SIEMENS）公司、AEG公司、法國(guó)的TE公司。日本主要制造商有三菱、歐姆龍、松下、富士等，產(chǎn)品占有80%以上的PLC市場(chǎng)。PLC控制技術(shù)已經(jīng)走向成熟，控制功能增強(qiáng)，可靠性高，編程靈活方便。在PLC不斷發(fā)展的同時(shí)，其他的新興技術(shù)也在不斷地發(fā)展，這就要求PLC技術(shù)不斷的改良、創(chuàng)新、發(fā)掘新市場(chǎng)。PLC供應(yīng)商也在不斷努力，更新產(chǎn)品，順應(yīng)需求，所推出的新產(chǎn)品功能日益強(qiáng)大，性價(jià)比越來(lái)越高。

PLC技術(shù)正在向微型化、編程語(yǔ)言和編程工具的標(biāo)準(zhǔn)化、I/O模塊智能化、體系結(jié)構(gòu)開放化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，制定不同類型PLC之間的通信標(biāo)準(zhǔn)，多種編程語(yǔ)言的并存、互補(bǔ)，以構(gòu)成更大的智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，更好的發(fā)揚(yáng)PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。PLC未來(lái)將朝著專用化、高速和多功能和分布式全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著自動(dòng)化生產(chǎn)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)的應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化中占據(jù)主導(dǎo)地位，并且逐漸深入各行各業(yè)以及人們?nèi)粘Ｉ钪小?duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用研究應(yīng)擴(kuò)大范圍，不斷完善系統(tǒng)、和增強(qiáng)功能，降低成本，使PLC的在各行業(yè)應(yīng)用更加深入，提高PLC技術(shù)在工農(nóng)業(yè)及日常生活中的服務(wù)質(zhì)量。對(duì)PLC技術(shù)的研究，使其產(chǎn)品更加豐富、應(yīng)用范圍更加廣泛，技術(shù)實(shí)現(xiàn)開放化，拓寬其發(fā)展空間，為今后全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化奠定了基礎(chǔ)。

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