PLC在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用及發(fā)展

沈陽利泰自控技術(shù)有限責任公司 遼寧沈陽 110005

摘要：隨著我國在文化和經(jīng)濟等方面的不斷發(fā)展，信息技術(shù)相關(guān)的發(fā)展也將得到更加深入地研究和發(fā)展，這對于促進PLC相關(guān)編程的發(fā)展非常重要。PLC目前在工業(yè)自動化領(lǐng)域已經(jīng)得到了非常廣泛的運用，在這個不斷運用的過程中PLC也逐漸顯示出一些問題，目前在逐漸完善和改正，因此，在PLC在未來的發(fā)展過程中將持續(xù)走向綜合化和多樣化等，筆者主要闡述了PLC的特點以及其在工業(yè)自動化控制的應(yīng)用中的特點和未來的發(fā)展前景，希望能夠為相關(guān)發(fā)展提供建議。本文作者結(jié)合多年來的工作經(jīng)驗，對PLC在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用及發(fā)展進行了研究，具有重要的參考意義。

關(guān)鍵詞：PLC；工業(yè)自動化；應(yīng)用發(fā)展

1 PLC主要功能介紹

PLC在結(jié)構(gòu)上與一般的計算機相似，有CPU、MEMERY、I/O接口、電源以及外部設(shè)備接口等主要構(gòu)成部分。但是另一方面又由于PLC應(yīng)用的特殊性，為了便于生產(chǎn)流程的操作以及功能的擴展，PLC的結(jié)構(gòu)構(gòu)成又區(qū)別于一般的計算機。

PLC設(shè)備完成順序控制主要是依靠微電子技術(shù)，在進行自動化控制時，可以在控制現(xiàn)場的輸入信號的作用下，按照預(yù)先在PLC里輸入的程序，對現(xiàn)場的執(zhí)行進行控制，使生產(chǎn)動作按照某一特定的規(guī)律執(zhí)行。其主要的功能包括：限時控制，在PLC中有計時指令的設(shè)置，其在限時控制方面有較高的靈活性，對定時時間的設(shè)定也相對比較靈活，方便操作，可以準確的應(yīng)用于生產(chǎn)的實時控制；開關(guān)量控制，PLC在執(zhí)行這一功能時，可以根據(jù)限位開關(guān)、操作按鈕、以及其它一些在現(xiàn)場所給出的信號指令或者檢測信號，控制器械設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的動作；計數(shù)控制，PLC主要為用戶提供普通、可逆以及高速計數(shù)器等幾種計數(shù)器，以迎合生產(chǎn)過程中不同的技術(shù)控制要求；數(shù)據(jù)處理，PLC不僅能完成簡單的加、減、乘、除、開方、乘方等的運算，還可以進行異或、如與、或等邏輯運算，以及進行數(shù)據(jù)之間的比較、傳遞、位移等轉(zhuǎn)換運算；步進控制，PLC通過移位寄存器可以高效準確的完成步進控制；通訊及聯(lián)網(wǎng)，PLC與計算機、PLC與PLC之間都可以進行同位或者上位的連接?，F(xiàn)在PLC所具備的這些技術(shù)，足以滿足目前的計算機集成系統(tǒng)以及工業(yè)生產(chǎn)體系自動化發(fā)展的要求。

2 PLC在工業(yè)自動化控制中的應(yīng)用

計算機技術(shù)與微電子技術(shù)的結(jié)合造就了PLC，使得PLC的功能更加的高科技化，也更加的完善?？删幊炭刂萍夹g(shù)的實現(xiàn)，使PLC克服了原來使用上的不便，更具有靈活性。目前，PLC在工業(yè)自動化控制中已經(jīng)被普遍運用，奠定了其不可替代的作用。除了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域外，機械制造、石油化工、汽車等領(lǐng)域?qū)LC技術(shù)的依存度也越來越高，PLC在工業(yè)產(chǎn)業(yè)中的新時代已經(jīng)全面展開。

2.1 過程控制

過程控制主要針對的是模擬量，對模擬量的工作過程進行控制，是通過模擬量如電流、電壓、壓力、溫度等連續(xù)變化時所輸入的歷史狀況以及當前狀況的分析。生產(chǎn)用戶根據(jù)自身的不同特點對開關(guān)量進行設(shè)定，使PLC的系統(tǒng)參數(shù)按照用戶的設(shè)定值進行規(guī)律操作。開環(huán)與閉環(huán)控制是過程控制的主要代表類型。一般來說，這種控制類型在化工、冶金、鍋爐等方面應(yīng)用較為普遍，且效果較為理想。

2.2 信息控制

PLC的數(shù)據(jù)處理功能是通過信息控制來實現(xiàn)的。在信息控制中，為了實現(xiàn)信息控制的目的，會對生產(chǎn)用戶的信息進行采集、存儲、處理以及傳輸。此外，此項功能還兼具了數(shù)據(jù)分析的能力。信息時代的來臨，對PLC賦予了新的信息屬性來進行控制工作，另一方面，實現(xiàn)信息控制也標志著PLC在信息化功能方面的成功轉(zhuǎn)化。

2.3 順序控制

PLC的技術(shù)性在不斷的革新，順序控制也擺脫了傳統(tǒng)順序控制中繼電器觸點式控制模式的枷鎖，現(xiàn)在的順序控制是通過PLC觸點的狀態(tài)信息來進行的。只需要輸入簡單的執(zhí)行指令就可以進行全面的順序控制，這在PLC設(shè)計的起初就被聯(lián)想，但是在現(xiàn)在才被實踐。當然，目前的順序控制也完全的體現(xiàn)出了PLC的基本功能優(yōu)勢。在現(xiàn)今的順序控制領(lǐng)域，PLC技術(shù)已經(jīng)完全領(lǐng)先于其他的技術(shù)，保證了它一枝獨秀的領(lǐng)導地位。在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著無法取代的作用。

2.4 遠程控制

PLC的遠程控制的實現(xiàn)，主要依賴于其聯(lián)網(wǎng)模塊中的通信功能以及通信接口的配置。主要的控制方式有：PLC與智能終端之間的互聯(lián)、PLC與PLC控制網(wǎng)之間的互聯(lián)、以及PLC與計算機互聯(lián)、PLC與以太網(wǎng)的互聯(lián)等來進行遠程的控制。

2.5 運動控制

機械在運動過程中會進行的機械運動，為PLC的控制功能提出了新的要求。在控制對象進行直線運動或者拋物、圓周等運動時，對脈沖量的控制就是PLC實現(xiàn)機械運動控制的基礎(chǔ)，由于脈沖量控制的位移極小。因此，PLC使用脈沖量進行運動控制的要求精確度也很高。

3 PLC應(yīng)用中存在的問題

PLC的正常運行保證了工業(yè)自動化的生產(chǎn)，盡管PLC的操作建檔方便，但是在工廠等復雜的環(huán)境中還是會出現(xiàn)對PLC操作產(chǎn)生影響的因素，從而對正常的生產(chǎn)造成影響。

3.1 濕度

PLC構(gòu)件的絕緣性與所處環(huán)境的濕度有關(guān)。對生產(chǎn)環(huán)境濕度的控制是PLC構(gòu)件正常運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，PLC構(gòu)件對環(huán)境的要求濕度為85%以下，超過這個定值則會有元固件異常或者提早損壞的風險。

3.2 溫度

PLC在進行工作時有自身的溫度限制，要求溫度下限大于0攝氏度，上限則小于55攝氏度。因此，在對PLC進行安裝時，要考慮到機器的散熱對機器正常工作的影響。在安裝時避免陽光直射，遠離發(fā)熱源并且注意空氣的對流。如果機器的工作環(huán)境溫度大于55攝氏度，則要考慮安裝制冷裝置，以降低工作的溫度。

3.3 空氣

機器使用過程中要避免氧化氫、硫化氫等具有腐蝕性的易燃氣體。PLC在封閉環(huán)境中的使用年限遠遠大于在正?？諝庵械氖褂媚晗?，究其原因，主要是因為空氣中的雜質(zhì)含量較多，特別是粉塵、不可視顆粒物以及氧化性、腐蝕性氣體對PLC的構(gòu)成原件有一定的影響，導致PLC的運轉(zhuǎn)緩慢、老化嚴重。

4 PLC在工業(yè)自動化中的發(fā)展淺談

在PLC不斷發(fā)展的同時，其他的新興技術(shù)也在不斷地發(fā)展，給PLC技術(shù)帶來了沖擊，市場份額縮減、市場競爭力提高等這些因素迫使PLC技術(shù)不斷的改革、創(chuàng)新。在工業(yè)自動化領(lǐng)域，PLC占據(jù)了絕大多數(shù)的市場份額，但比如開放與再開放過程控制等已經(jīng)發(fā)生了巨大的改變，是否能把持住原有的市場份額，并在此發(fā)掘新市場，取決于PLC的自身發(fā)展。

目前，出現(xiàn)了一種新技術(shù)，被稱之為soft PLC。相較于傳統(tǒng)的PLC技術(shù)而言，soft PLC更具有開放性，這對傳統(tǒng)技術(shù)再一次帶來了沖擊，也要求傳統(tǒng)的PLC在生產(chǎn)控制方面要更加的開放。從控制軟件方面來說，PLC控制器的核心只有向用戶提供開放的編程組態(tài)，以抵御soft控制組態(tài)技術(shù)的革新浪潮。此外，在PLC的網(wǎng)絡(luò)通信模塊上也應(yīng)有開放的技術(shù)，以便于PLC可以全面的融入現(xiàn)今開放的工業(yè)技術(shù)革命。

5 結(jié)語

在PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展中看，高效可靠的對PLC進行使用，也已經(jīng)成為了其發(fā)展的重要因素。PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，會使其產(chǎn)品更加豐富、規(guī)格更加健全、技術(shù)更加開放，以占據(jù)更大的市場份額。PLC在工業(yè)領(lǐng)域的不斷壯大，也為今后工業(yè)的自動化作了一個強有力的技術(shù)支撐，使得工業(yè)化更快的發(fā)展，這也成為了工業(yè)化的一個重要依托。

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