PLC技术在工业控制中的应用.doc

PLC技术在工业控制中的应用

摘 要：PLC以其抗干扰能力强，工作可靠，并且体积小等诸多优点，在工业控制中应用广泛。文章通过对PLC的简单介绍，又介绍了PLC技术上控制方法的实现方式，并简单举例了这些方法的应用范围，最后介绍了PLC技术在工业控制中的一些应用，对于PLC在工业控制领域的应用推广和实际指导有一定的指导和实际借鉴意义。
关键词：PLC技术；控制方法；工业应用

一、PLC简述
PLC即可编程控制器，是现代工业自动化控制中倍受重视的技术之一，PLC是在继电器控制逻辑的基础上，融合了3C技术，并将其持续完善和发展的控制技术。PLC通过可编程存储器，执行逻辑运算，顺序控制以及定时，计数等操作指令，然后以数字量和模拟量输入输出，从而实现对机械等工程工业的控制。PLC彻底革新了传统机电控制系统复杂而且可靠性差，能耗高，不够灵活等缺点。充分发挥微处理器高可靠度，体积小，使用效率高的特点，而且采用现代大规模集成电路科技技术，采用抗干扰技术从而提高和优化了PLC的的运行效果。
PLC虽然种类很多，但是机构和工作原理大致相同，主要包括CPU,RAM/ROM存储器，电源，输入输出接口电路，I/O接口，外部接口等。其工作原理通常是循环扫描方式，即CPU从首个指令开始，按照序号周期循环扫描程序。PLC的编程语言是封闭的，各厂家编程语言和指令系统也不一致，所以一般来说各厂家的PLC之间是不兼容的。
二、PLC技术的控制方式
开关量的逻辑控制：这是PLC控制方式中最基本的领域，其取代传统继电器电路，让逻辑控制、顺序控制，不但在单台设备控制上应用，还可用于自动化流水线和多机群控。如注塑机、订书机械、机床、部分产品生产线和流水线等；
模拟量控制：对于连续变化的温度，压力，流量和速度等模拟量，通过A/D和D/A转换，使得可编程控制器可以处理模拟量，从而实现PLC模拟量的控制。
运动控制：PLC现在可以使用专用的运动控制模块实现对圆周或者是直线两种运动的控制。PLC运动控制功能，广泛用于各种机械机床、机器人和电梯等场合;
过程控制:过程控制是指，PLC通过编制控制算法程序对温度，压力，流量等模拟量实现闭环控制。过程控制在冶金化工、热处理、锅炉等工程控制场合广泛应用。
数据处理：PLC不但可以完成数学运算以及数据传送和装换，还可以完成位操作，排序等功能，同时可以实现对数据采集并分析和处理的功能。数据处理常用在大型的控制系统中（如无人控制的柔性制造系统），也可用于过程控制系统。
通信及联网：PLC通信含PLC于PLC之间的通信以及与其它智能设备间的通信。该应用对于工厂的自动化发展非常重要，现在PLC一般都会有通信接口，保证通信的方便。
三、PLC在工业控制中的应用
PLC以结构简单，可靠性高和编程快捷等优点，在工业过程控制，自动控制中非常的重要。就当前而言，我国钢铁行业，石油化工行业，电力行业以及机械制造，环保文化等各个行业都广泛应用。随着微电子技术发展，工艺工业的进步，PLC成本降低的同时功能却在不断丰富，越来越强大。那么PLC现在几乎覆盖了所有的工业领域，其在工业控制中的应用体现在哪里？如何应用？
（一）PLC适应了恶劣环境下的运行
工业生产环境非常复杂，和普通计算机的运行环境不通，所以就对工业生产中控制系统的抗干扰能力有很高的要求。PLC能够较好的满足这一要求，其可以在工业环境的高温，高电磁，高湿度恶劣条件下稳定的运行工作，从而确保工业生产工作过程的稳定和可靠性。
以前电力线载波通信技术由于硬件资源的限制，不能够通过数字信号的处理技术产生载波信号，更加无法对收到的载波信号进行处理。所以早期电力载波信号大多通过集成电路芯片和分立元件来实现，所以载波信号在早期只能实现点与点的通信和小规模的系统。随着PLC技术及集成电路的发展，电力载波信号的通信技术采用集成电路芯片，而且不断进步，现在已经发展到内嵌多个CPU的多功能芯片。该技术的应用，在载波通信芯片强大计算机处理能力的帮助下，成功的使大规模通信网络以及自动化高效管理成为可能。
（二）PLC技术让便捷运行成为可能
在工业控制中期望控制系统操作起来便捷，编程简单而且维修方便，而PLC技术满足了工业控制中便捷方面的要求。PLC采用编程器来完成程序的输入和更改操作，在程序编辑更改时只需要接入继电器编号就可以寻找到。为了方便工业控制使用，PLC有功能表图，梯形图等设计语言。如果工业控制系统有了故障时，PLC故障自诊可以根据故障代码很快找到故障点，对于工业生产过程的故障寻找修复时间的节约意义重大。
（三）PLC技术让灵活运行成为可能
PLC技术在工业控制中有编程灵活，扩展灵活以及操作灵活，使得工业控制的效率和工业控制的适用性都有了非常大的提高。正如前面所说的PLC自身有功能模块图，功能表图以及布尔助记符以及梯形图等设计编程语言，多种语言的内置使得操作编程人员只需要懂其中一种语言就可实现对该系统的编程操作。为了能够扩展PLC在工业控制的应用范围，应用规模及对PLC容量和功能的扩展，可以通过多种方式来实现对PLC的扩展。除了通过增加卡件而增加点数来实现扩展，也能够通过多台PLC通信以及扩充单元实现扩展。由于PLC的灵活编程操作，灵活扩展等，使得工业控制工作中对于控制系统的设计工作量得到了极大的缩减，同样使得工业控制系统中编程的工作量大大减少，也让工业控制中的监控，控制以及操作方面更具灵活和方便。
（四）PLC使机电一体化得以实现
PLC技术是工业生产的控制技术，由于其高度集成化使得其体积很小，其编程灵活简单和功能易扩展使得其能够和更多的设备方便结合。再加上PLC具有很强的抗干扰能力，在工业控制的应用中，其可以把电器和多种机械设备方便的融入到一起。在工业控制中，多种机械设备的仪表，多种设备的电子功能都可以在PLC的搭建下和计算机巧妙的结合，对于机电一体化的实现有很好的推进作用。
（五）PLC控制网络技术在工业控制中应用
随着工业控制技术的发展，控制网络技术在工业控制中日趋广泛，特别是现场总线这一种控制网络技术备受青睐。该控制技术具有数字通讯和数字计算的能力，将具备这种能力的现场设备作为控制网络节点，而总线作为节点的联系纽带促进了数字通信的实现，构成了开放式，数字化的控制网络。在工业控制应用中，控制网络技术在网络的平台上将多种企业能力协调统一，使得控制，管理以及经营成为一个整体。从而让产品开发，原料采购，产品生产加工，市场分析以及物流和企业决策管理等企业整个过程实现了完美的一体化。控制网络技术应用包括将电气设备，工艺参数等技术设定值通过人机接口输入上传至PLC上，则将生产所有的设备工艺，状态，电气参数，故障等信息都在PLC上收集储存并且显示。在此基础上，通过控制网络，用网络通讯协议形式将值班调度室和通讯网络操作室主机连接起来，使得工业控制网络成为完整的通讯网络。
四、结论
PLC技术在工业控制的应用，不但使得工业控制变得快捷方便，而且有助于降低企业的生产管理成本，有助于提升企业的管理能力，以及机电一体化和网络通信的能力。所以在工业控制中对于PLC技术的应用，不但要求企业能够掌握该技术的相关技术原理，而且要能够根据实际需要和要求改善和优化PLC技术，提升企业工业控制和工业管理能力。

参考文献
[1]张东明,PLC的发展历程及其在生产中的应用[J].研究学苑,2007(9)
[2]吴克文,PLC及网络技术在工业控制中的应用研究,信息技术.2011(21)
[3]徐军可,编程控制器PLC的数据通讯及网络技术[J],自动化与仪器仪表.2008