PLC自動控制技術的應用研究

摘 要：PLC自動控制技術自20世紀70年代誕生以來，經過不斷的發展與完善，目前已經廣泛應用于多種控制系統當中，新一代的PLC產品已經發展成為具備邏輯控制、過程控制、運動控制、數據處理以及數據通信等多種功能的控制器，可以有效滿足現代工業生產需求，適應復雜生產環境。文章簡要闡述PLC自動控制技術的優勢，介紹PLC的基本構成，并對PLC自動控制技術的實際案例進行研究。

關鍵詞：優勢;構成;PLC;應用

一、 引言

PLC（可編程控制器）采用可編程存儲器負責執行定時計數、邏輯運算、順序控制以及運算等指令，同時通過數字化以及模擬輸出、出入實現對生產過程或者機械設備的控制。PLC自動控制技術的優勢在于適應性強，可以適應多種復雜生產環境，并且適用范圍較廣，可完成順序控制、邏輯運算以及定時計數等多種功能，編程方法也比較簡單，易于編寫和調試。

二、 PLC自動控制技術的優勢分析

（一）可靠性高

PLC采用的現代集成電力技術，生產工藝極為嚴格，其內部電路具有良好的抗干擾性能，可靠性較高。PLC控制系統與相同規模的繼電接觸器控制系統相比，其故障率極低，優勢明顯，因此，在諸多領域，PLC已經基本取代了繼電接觸器。此外，在實際應用過程中，工作人員還可編寫故障診斷程序，從而使PLC具備故障診斷功能。

（二）適用范圍廣

PLC發展至今，已經形成了系列化產品，被應用于多種控制系統當中，除基本的邏輯運算功能外，由于還具備數據運算功能，因此可以應用數字控制領域中。目前，多種功能單元逐步涌現，PLC已經開始被應用于CNC、溫度控制以及位置控制等多種控制系統中，加上通信技術以及人機界面的發展，使得PLC的應用前景更加廣闊。

（三）易學易用

PLC編程語言相對比較簡單，技術人員易于接受，即使對編程語言與計算機不熟悉的人也可以操作PLC，并從事相關工作。

三、 PLC的基本構成

（一）中央處理單元

中央處理單元是PLC的核心構成，其主要具備以下功能：負責接收輸入的數據以及用戶程序，并存儲與存儲器當中;監控PLC電路以及電源的運行狀態;診斷系統程序以及用戶程序中的錯誤，并編譯用戶程序;PLC運行時，負責讀取和執行指令;收集輸入的數據以及狀態信息，存儲于指定寄存器;執行處理程序，按照處理結果及時更新輸出的數據或者狀態;將寄存器中的數據或者狀態信息傳送至輸出接口。

（二）存儲器

存儲器分為系統存儲器和用戶存儲器，系統存儲器主要是負責存儲監控程序、系統子程序、管理程序以及系統參數;用戶存儲器主要是存儲用戶程序以及系統產生的隨機參數。

（三）輸入、輸出部分

輸入、輸出部分也稱之為I/O單元，是連接PLC以及被控制設備的端口，主要是在PLC和外部設備之間傳遞信息。輸入、輸出單元可以和主控模塊放置在一起，也可以采用電纜遠程放置，以實現遠程控制。

（四）電源部分

通常情況下，PLC都配備有專用電源，現代大部分機型還可提供24V穩定直流電源供其他設備使用，可減少與外部設備間的連線。此外，PLC還配備有備用電源，以防外部電源突然中斷，導致數據丟失。

四、 PLC自動控制技術的應用

（一）模擬量控制

現代PLC也可以對速度、溫度、電壓以及壓力等持續性變化的模擬量進行控制，因此，在一些連續生產的場景中應用較為廣泛。PLC可將模擬量轉化為數字量，其先將模擬量轉化為無量綱標準格式，完成模擬量向數字量轉化的運算后，會產生控制標準值，以驅動系統實現控制動作。

（二）數字量控制

數字量控制也是PLC一種比較普遍的控制形式，比如機床主軸位移量的控制，數字量控制一般采用的是數字控制技術。

（三）數據采集

早期的PLC存儲空間極為有限，DM區通常只有數十個字，而隨著工業生產需求的變化，現代PLC產品的存儲空間越來越大，可以滿足存儲大量數據信息，DM區可達6000字以上。

（四）聯網與通信

PLC還具備聯網與通信功能，可以與計算進行聯網或者通信，可通過計算完成控制程序的編寫，然后傳輸至PLC，以此完成PLC控制設定。同時PLC和計算機的通信也比較靈活多樣，可通過1臺計算機控制多個PLC，也可通過PLC將相關數據信息傳輸至多臺計算機，便于實現異地同步控制。

五、 PLC實際應用

在建筑暖通系統當中，PLC系統控制過程如下：若室內溫度過高，此時溫度傳感器會不做溫度信息，PLC系統或者溫度模擬量，通過A/D轉化模塊將模擬量轉化為數字量，并與系統預先設定的溫度值進行對比。若二者差異明顯，則PLC會控制空調系統加快變頻器速率，增加冷卻水泵水流速度以及水流量，以此加快熱交換的速度，最終達到降低室內溫度的目的。相反，PLC則會控制空調系統變頻速率降低，同時降低冷卻水泵水流速度以及水流量，減緩熱交換速度，最終達到升高室內溫度的目的。

六、 結語

綜上所述，目前，隨著PLC自動控制技術日益成熟與完善，其應用領域也在不斷擴張，可以預見，未來PLC自動控制技術的應用前景將更為廣闊，可以有效推動更多行業領域的發展與進步。

參考文獻：

[1]周建明.基于PLC自動控制的技術應用及系統提升措施研究[J].無線互聯科技，2014（11）：132.

[2]李明瑞.PLC自動控制的技術應用及系統提升措施探究[J].電子技術與軟件工程，2015（6）：178.

作者簡介：

劉向陽，南京肯特復合材料股份有限公司。