基于PLC的過程控制系統

摘要：隨著自動化技術的發展，pcl應運而生。本文主要講述了pcl的原理，優勢，功能以及應用。

關鍵詞：PLC；過程控制系統；工業生產

隨著科學技術的發展，我國的經濟水平也得到了迅猛發展。在工業當中，自動化技術的引入是使得經濟飛速發展的一重大因素。尤其是當生產過程中引入了自動化技術，使得生產效率大大提高，工業產品的質量也得到了極大的保證。自動化技術的發展是一個漫長而又有規律的過程，其經歷了主要的五個階段。其中包含：工匠技巧階段，技術化階段，理論化階段，還有系統化和智能化方法階段。在此當中的自動化機械的加入工業生產的過程，一般是由可編程控制系統編程，也稱比例積分微分控制系統，即PLC控制系統。

可編程控制器是一種專門為在工業環境下實現自動化控制而設計的，主要采用計算機控制方式運行，因為它功能強大，操作方便，可靠性高，所以可編程控制器已經成為工業生產自動控制領域廣泛應用的自動化裝置。

首先，在具有可編程控制系統的控制系統中進行分析，可以利用很多種方法。控制系統的構成中，最基本的包含四個部分：對象，調節器，調節閥，檢測變送。而在自動化的設計中，有以下幾個步驟：明確基本要求，基本內容（確定控制方案，選型，相關工程內容的設計），基本程序。在復雜的控制當中，有比值控制，均勻控制，串級控制，選擇性控制，分程控制系統，前饋控制以及多沖量控制系統等。更先進一些的控制系統有時滯補償控制系統，解耦控制系統，推斷控制系統。

自動控制系統是基于可編程的控制系統，簡稱為plc。其發展史是：初始階段，擴展階段，通信階段和開放階段。可編程控制器的特點是：可靠性（硬件的可靠性，軟件的可靠性），易操作性（操作方便，編程方便，維修方便），靈活性（編程的靈活性，擴展的靈活性，操作的靈活性，機電一體化）。

工業中是運用數字運算來操作電子系統的，由此PLC控制器因環境應運而生。這也是十分專業的計算機設備。它采用了存儲器，并且它是具有可編程控制系統的。用來在系統的內部中，執行存儲命令，以及一些算術運算、定時、順序控制、計數和邏輯運算等操作的指令。并且存儲器是通過輸入和輸出的數字和模擬數量，來控制不同類別的機械或控制系統。

PLC過程控制擁有多種優點：也是因為它擁有較多的優點，所以它可以廣泛應用于各種流水生產線上。它的其他的優點主要體現在：1.有著較為成熟的技術水平，使用戶使用起來很方便，故可編程控制系統有著比較好的適應性。2.它有很好的帶動能力，它可以直接驅動那些耗電量較小的比較小型的交流接觸器和電磁閥，并且此控制系統的接線端口全部在引出部位，使用戶很方便就可以進行接線操作。3.性價比高，功能強。4.可編程控制系統具有易操作性，例如：操作方便，編程方便以及維修方便。5.相比與電磁繼電器PLC設備還有一個更為突出的優點，那就是它的遠程控制、集中管理能夠通過網絡來實現。6.因為技術水平的成熟，設備的簡易，使其維修也十分的方便，工作消耗量比較小。7.系統設計工作量非常少。

可編程控制器PLC可實現的主要功能有：開關邏輯和順序控制，模擬量，通信和信號連鎖。其所有的組成部分包括：硬件以及軟件。在硬件部分：有基本控制單元（CPU模塊，INPUT模塊，OUTPUT模塊，POWER模塊，外圍接口模塊，擴展模塊，外部設備等）。軟件部分包含；系統程序以及用戶程序。編程的語言有五種方法：指令語句表，梯形圖，數字邏輯設計法，狀態流程圖，高級語言。

可編程控制器的重要的功能包括了：1.開關的邏輯和啟停順序的控制。2.模擬量的控制。3.信號連鎖反應。4.通信功能。

基于PLC過程控制的硬件設計：1.基本控制單元。基本控制單元有：主機模塊，輸入模塊，輸出模塊，外圍借口模塊。首先，生產方必須知道對方對工藝產品的要求，然后再確定是檢測系統內部的哪個生產參數，是直接參數還是間接參數。例如，液位，流量，化學組成，溫度，壓力等等。而其中的化學組成就比較難以直接測得，故我們可以通過其它參數的測量和計算，來推導出化學組成，這就是間接測量。最后時限對閥門和電動機等其它設備控制。因此，系統I/O有四大類測量點：開關量以及模擬量的輸出和輸入。

接下來就要進行軟件的設計工作。其的最主要的目標是，按照系統的要求將工藝的流程圖與梯形圖之間進行轉化。這是十分關鍵的問題，在其應用過程中。程序的編寫是設計工作中的外在表現。在控制工程的應用中，有著良好的軟件設計的思想是十分重要的部分，而其的優秀很大程度上取決于工程技術人員對于系統和系統的理解，掌握、以及調試，維護。

在工業生產中，大多數的流水線生產都是需要自動化設備的，而這些自動化設備基本上都是有PLC控制系統組成的。這是因為PLC以其抗干擾能力強、可靠性高、功能強大、編程簡單、能耗低、性價比高、體積小等顯著特點，用于邏輯判斷、數據采集與處理、輸出控制等。

可編程控制器在我們生活中得到了廣泛的應用。例如現在幾乎每家都在用的洗衣機，電冰箱，電磁爐，空調，電飯煲......可編程控制器的應用越來越貼近我們的生活，極大地提高了我們的生活質量！

另外，可編程控制器在生產領域也有著舉足輕重的地位，就拿藥品生產的各個環節來說都可以用到PLC。例如，在液體制劑生產過程中注射液的制備，清洗，灌裝，封口幾個環節運用機械化完成上述步驟，可以使藥液始終處于完全封閉的環境狀態，可編程控制系統相應結合溫度，壓力，液位等傳感器，從而實現注射劑制備完全密封并保持無菌狀態，整個過程中操作方便，控制系統安全可靠，大大提高了生產效率。

可編程控制器在軍事方面也取得了迅猛的發展，例如我國的天空一號與神舟飛船對接過程，航空母艦的建造過程，空中無人機駕駛等等。PLC在軍事方面的應用極大地提高了我國的軍事力量，為我國的強軍之路提供了有效幫助，同時也是科技強國的基礎。

所以，我們作為當代大學生，更應該努力學習科學文化知識，刻苦專研，為實現我國的偉大復興而努力奮斗，積極投身于科技創新中，爭取在可編程控制領域取得更大的突破，實現偉大的中國夢！

在現代生活中，有很多機器或者是裝置應用了自動化裝置，例如：空氣調節器，電冰箱，洗衣機，電飯煲，還有很多其他的裝置。并且在工業生產中還有很多利用自動控制系統來代替或者節省人力勞動的裝置。還有，在信息處理，生物系統，以及社會經濟系統中也有著自動控制。例如生物個體就是一高級生物鐘存在著許多比目前人類可以實現的自動控制系統還要復雜的綜合智能自動化系統。例如，37攝氏度是人的體溫，而人類可以較為準確的控制此溫度，就是有著自己的自動化的反饋系統。

以上便是我個人對自動化控制系統中的可編程控制系統的理解，與闡述。并舉了較多生活中應用了自動化控制系統的例子，深入淺出的概述了自動化的應用之廣泛。

參考文獻：

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[2].陳俊健，基于PLC控制的簡易淬火機床的設計和制作，數字技術與應用，2017.

[3].高占鐸，基于PLC的過程控制，中國科技博覽，2017.

作者簡介：聶媛媛，出生年月：1995.07.23，性別：女，民族：漢，籍貫（精確到市）：山西省太原市，學歷：本科在讀，研究方向：藥學