PLC控制技術(shù)的應(yīng)用

劉希萍，李 誠(chéng)

1.克拉瑪依安泰煉化工程有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834003

2.新疆西部鉆探鉆井工程技術(shù)研究院，新疆克拉瑪依 834000

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，以及社會(huì)生產(chǎn)力水平的不斷提升，加強(qiáng)PLC控制技術(shù)的研究和應(yīng)用具有重要的意義，而且是我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵性研究課題之一。目前，在國(guó)內(nèi)很多行業(yè)、領(lǐng)域中，PLC控制技術(shù)都得到了應(yīng)用，其所發(fā)揮的作用日趨重要，并且成為展現(xiàn)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展水平的主要標(biāo)志。

1 PLC控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

在一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，PLC控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)、各領(lǐng)域，特別是由于其所展現(xiàn)出的高性能、高性價(jià)比，對(duì)于促進(jìn)現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)展具有重要的意義。近年來(lái)，我國(guó)也適時(shí)加強(qiáng)了對(duì)于PLC控制技術(shù)的研究，并且逐步實(shí)現(xiàn)研發(fā)與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。從國(guó)內(nèi)外PLC控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，其應(yīng)用領(lǐng)域主要為以下幾方面：

運(yùn)動(dòng)控制，PLC控制技術(shù)可以應(yīng)用于圓周或直線運(yùn)動(dòng)的精密控制。早期的機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制主要是通過(guò)開(kāi)關(guān)量I/O模塊與傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，而現(xiàn)在則多是采用專(zhuān)業(yè)的運(yùn)動(dòng)控制模塊，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制的準(zhǔn)確性、合理性。目前，國(guó)內(nèi)外PLC廠家研發(fā)和生產(chǎn)的PLC裝置，一般都具有運(yùn)動(dòng)控制功能，在工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，對(duì)于提高其安全性、穩(wěn)定性具有積極的意義。

開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，與傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)于開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，即按照控制系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的程序，相關(guān)軟件自動(dòng)對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行調(diào)控，這是PLC控制技術(shù)最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，也是提高工業(yè)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化水平的核心功能。

網(wǎng)絡(luò)通信和遠(yuǎn)程控制，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)于機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)中遠(yuǎn)程部分的實(shí)時(shí)監(jiān)控，必須借助PLC控制技術(shù)所具有的聯(lián)網(wǎng)與通信能力。在PLC裝置中設(shè)有多種通信接口，可以滿足不同類(lèi)型機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)程控制的實(shí)際要求，而不斷推出的新型聯(lián)網(wǎng)模塊、結(jié)構(gòu)，則進(jìn)一步強(qiáng)化了其網(wǎng)絡(luò)通信和遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域的應(yīng)用效果。PLC裝置的通信主要是發(fā)生于主機(jī)與遠(yuǎn)程I/O之間，多臺(tái)PLC裝置或與其它智能設(shè)備之間的通信現(xiàn)象也較為常見(jiàn)，例如：PLC裝置與計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理器、變頻器之間的通信，可以實(shí)現(xiàn)分散設(shè)備的集中控制，從而提升自動(dòng)化管理的效果。

閉環(huán)過(guò)程控制，在機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)壓力、溫度、流量等呈現(xiàn)連續(xù)變化的模擬量進(jìn)行嚴(yán)格的閉環(huán)控制，PLC控制技術(shù)在這個(gè)領(lǐng)域中也得到了廣泛的應(yīng)用。通過(guò)PLC裝置中的模擬量I/O模塊，可以實(shí)現(xiàn)模擬量、數(shù)字量之間的A/D或D/A轉(zhuǎn)換，并且對(duì)于相關(guān)模擬量進(jìn)行符合運(yùn)行要求的閉環(huán)PID控制。目前，在國(guó)內(nèi)外研發(fā)的PLC裝置中，閉環(huán)過(guò)程控制主要是通過(guò)PID子程序、專(zhuān)用PID模塊等實(shí)現(xiàn)，例如：鍋爐、熱處理爐、加熱爐、塑料擠壓成型機(jī)等設(shè)備，以及冶金、輕工、電力、機(jī)械等行業(yè)，PLC裝置的閉環(huán)過(guò)程控制功能已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

機(jī)器人控制，在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中，機(jī)器人是重要的設(shè)備，而且是保證產(chǎn)量、產(chǎn)能的重要條件。在機(jī)器人的運(yùn)行中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于其各種機(jī)械動(dòng)作的準(zhǔn)確控制，及時(shí)調(diào)整不規(guī)范的機(jī)械動(dòng)作。隨著現(xiàn)代PLC控制技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC裝置展現(xiàn)了功能性增強(qiáng)、體積縮小等特點(diǎn)，更適用于機(jī)器人控制領(lǐng)域的應(yīng)用要求，例如：在汽車(chē)制造、精密儀器安裝、電子板焊接等操作中，都應(yīng)用了PLC裝置進(jìn)行機(jī)器人控制。

數(shù)據(jù)處理，PLC控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，表現(xiàn)出了較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算、傳送，以及數(shù)據(jù)的自動(dòng)排序、轉(zhuǎn)換、查表等能力，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、分析與處理等功能的集成化、一體化。在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，PLC裝置可以自動(dòng)將各類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并利用通信功能將各類(lèi)數(shù)據(jù)傳送至中央控制裝置中，或者直接打印制表。PLC裝置的數(shù)據(jù)處理功能多是應(yīng)用于大型機(jī)械設(shè)備的控制系統(tǒng)中，如冶金、造紙、食品工業(yè)中的部分大型控制系統(tǒng)。

2 PLC控制技術(shù)的發(fā)展前景

隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)研發(fā)出了性能更為優(yōu)越的FCS和DCS控制系統(tǒng)，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用前景不容樂(lè)觀。但是由于在技術(shù)成熟度方面，F(xiàn)CS和DCS控制系統(tǒng)仍然存在一定的缺陷，所以，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)將形成PLC、DCS、FSC等共同應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的局面，適時(shí)加強(qiáng)PLC控制技術(shù)的改造是十分重要的。

PLC控制技術(shù)的發(fā)展前景主要表現(xiàn)為：

1）國(guó)內(nèi)外工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)系統(tǒng)升級(jí)與改造過(guò)程中，投入了大量的人力、物力、財(cái)力資源進(jìn)行PLC系統(tǒng)的建設(shè)，如果在現(xiàn)階段就進(jìn)行FCS和DCS控制系統(tǒng)的建立，必將導(dǎo)致現(xiàn)有設(shè)備或裝置的大量棄用，對(duì)于企業(yè)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，所以，在PLC控制技術(shù)的應(yīng)用要注意與FCS、DCS控制系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，形成較高的生產(chǎn)力；

2）在PLC裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化中，應(yīng)注意各種功能的聯(lián)合應(yīng)用，特別是要加強(qiáng)I/0模塊的分散化、智能化發(fā)展，以及編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化與高級(jí)化；

3）隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的快速發(fā)展，PLC裝置的聯(lián)網(wǎng)與通信能力將不斷增強(qiáng)，在今后的應(yīng)用中將展現(xiàn)多層次、高速度、開(kāi)放式、可靠性高、大信息量等優(yōu)勢(shì)。

在我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)展中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷拓展，特別是隨著技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的逐步積累，將有效提升社會(huì)生產(chǎn)力。在PLC控制技術(shù)的今后發(fā)展中，必須確定科學(xué)、合理的發(fā)展方向，并且加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)，從而促進(jìn)其網(wǎng)絡(luò)化、智能化、集成化發(fā)展。

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