PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

【摘要】PLC（可編程控制器）技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的不斷創(chuàng)新而繁榮發(fā)展，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用，有著廣闊明朗的發(fā)展前景。本文從PLC技術(shù)的概念出發(fā)，分析PLC技術(shù)的優(yōu)勢，并總結(jié)了PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)自動(dòng)化；PLC技術(shù)；應(yīng)用分析

前言

隨著以信息技術(shù)為核心的第三次工業(yè)革命席卷全球，人類的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，生產(chǎn)方式不斷革新，生產(chǎn)效率日益提升，生產(chǎn)力愈加增強(qiáng)。自動(dòng)化的發(fā)展更是變革了傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，減輕了人工操作量，極大地促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展。PLC（可編程控制器）技術(shù)的發(fā)展革新和功能的完善改進(jìn)推動(dòng)了自動(dòng)化工業(yè)的繁榮昌盛，并成為自動(dòng)化工業(yè)的核心競爭力。

1、PLC技術(shù)簡介

1.1 PLC技術(shù)的概念。PLC技術(shù)是一種利用可以編程的存儲器來完成內(nèi)部的程序存儲和執(zhí)行面向用戶的邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)數(shù)和算術(shù)操作、定時(shí)等指令，然后借由數(shù)字或者模擬式的輸入/輸出以控制不同類型的機(jī)械或者生產(chǎn)過程的技術(shù)。它將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)等多種先進(jìn)的技術(shù)集合起來，可在工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)單臺設(shè)備控制整個(gè)生產(chǎn)流程的目標(biāo)，其基本構(gòu)成包括交流電源、中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入/輸出接口電路、功能模塊和通信模塊6個(gè)部分。

1.2 PLC技術(shù)的優(yōu)勢

1.2.1 適用性強(qiáng)：PLC技術(shù)有功能齊全的功能模塊、通信模塊及軟件包，不同用戶可根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況和預(yù)期實(shí)現(xiàn)的控制功能進(jìn)行靈活自主的組建。PLC技術(shù)的通信能力很強(qiáng)，近年來引入了先進(jìn)的人機(jī)界面技術(shù)，便捷了系統(tǒng)的控制，功能的實(shí)現(xiàn)可行性高。

1.2.2 實(shí)用性強(qiáng)：PLC技術(shù)的核心是程序的編寫，所使用的編程語言是梯形圖語言和面向工業(yè)控制的指令，簡單直觀，易于理解和掌握，有較強(qiáng)的工業(yè)適用性，只需牢記一些開關(guān)量邏輯控制指令即可，不需要深入學(xué)習(xí)電子電路、計(jì)算機(jī)原理、匯編語言等晦澀的理論知識，有利于工程技術(shù)人員的學(xué)習(xí)，后期的使用和維護(hù)可自己開展，不必專門聘請專業(yè)人員，降低了使用成本，也有助于PLC技術(shù)的推廣使用。

1.2.3 可靠性強(qiáng)：PLC技術(shù)中內(nèi)部電路的制造使用了現(xiàn)代大規(guī)模的集成電路技術(shù)和嚴(yán)密的生產(chǎn)工藝，擁有很強(qiáng)的可靠性；據(jù)統(tǒng)計(jì)PLC技術(shù)的平均無故障時(shí)間高達(dá)2萬小時(shí)及以上，抗干擾能力非常強(qiáng)，獨(dú)立性高。

1.2.4 易維護(hù)：PLC技術(shù)取代了傳統(tǒng)的繼電器技術(shù)，以存儲邏輯取代了接線邏輯，大量減少了控制設(shè)備外部接線的使用，降低了故障發(fā)生的可能性；PLC能夠隨時(shí)對自身開展檢查，自我診斷能力卓越，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的問題并提示，工程技術(shù)人員根據(jù)檢故障排除結(jié)果科實(shí)現(xiàn)故障部位快速定位，及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，可大幅節(jié)省維修時(shí)間，既容易維護(hù)，也不會對生產(chǎn)造成過大的影響。

2、PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1 開關(guān)量邏輯控制。開關(guān)量邏輯控制是PLC技術(shù)應(yīng)用最廣泛的工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，通過邏輯關(guān)系條件實(shí)現(xiàn)對操作系統(tǒng)的順序控制，擁有互鎖保護(hù)動(dòng)作功能，彌補(bǔ)了繼電器控制方式的不足。使用這種控制方式，采用了通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，大幅度提高了PLC技術(shù)的控制能力，可以同時(shí)控制成千上萬個(gè)輸入點(diǎn)；可以方便地更改系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件程序，還可根據(jù)實(shí)際情況編寫針對性強(qiáng)的程序軟件，完全滿足了當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中多工況、多狀態(tài)的開關(guān)量變換控制需求。

2.2 模擬量控制。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中使用的電壓、電流、溫度、速度、濕度、流量、壓力等多種參數(shù)都是模擬量，其設(shè)定的參考值要根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行不斷的調(diào)整。在實(shí)行一些連續(xù)型的生產(chǎn)過程時(shí)，要控制好這些模擬量使之符合實(shí)際生產(chǎn)。PLC技術(shù)對模擬量的控制是通過PID功能模塊來完成的，采用了模擬量和數(shù)字量對應(yīng)的A/D和D/A單元實(shí)行高效轉(zhuǎn)換，A/D單元是將外電路的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后傳輸至PLC控制系統(tǒng)，而D/A單元?jiǎng)t是將PLC控制系統(tǒng)的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量后輸送至外電路，方便快捷。PLC技術(shù)對模擬量的控制不受到機(jī)械設(shè)備規(guī)模的限制，大、中、小型機(jī)械設(shè)備均可采用。

2.3 過程控制。PLC技術(shù)可對模擬量的連續(xù)工作過程進(jìn)行控制，可獲得連續(xù)變化的參數(shù)所對應(yīng)的工況，在分析歷史工況和當(dāng)前工況的基礎(chǔ)上，計(jì)算出需要的模擬量，這樣得到的系統(tǒng)工作參數(shù)有較為可靠的數(shù)據(jù)支持。PLC技術(shù)的過程控制廣泛應(yīng)用于冶金、化工等行業(yè)，取得了良好的效果。

2.4 信息控制。PLC技術(shù)通過對信息的控制來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能，可快速完成用戶的信息采集、存儲、處理和傳輸，通過比較處理后的數(shù)據(jù)和存儲參考數(shù)據(jù)，更好地完成系統(tǒng)控制。

2.5 遠(yuǎn)程控制。PLC技術(shù)兼容了通信技術(shù)的優(yōu)勢，利用其聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和通信接口實(shí)現(xiàn)PLC與智能終端的互相聯(lián)系、不同PLC控制網(wǎng)間的互相聯(lián)系、PLC和計(jì)算機(jī)的互相聯(lián)系以及PLC和以太網(wǎng)的互相聯(lián)系，通過這些聯(lián)系形成數(shù)據(jù)庫來完成遠(yuǎn)程控制。

2.6 順序控制。順序控制是PLC技術(shù)的基本功能，打破了傳統(tǒng)以繼電器實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)式順序控制的束縛，PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)順序控制是通過輸入執(zhí)行指令，簡單方便，控制力更強(qiáng)。

2.7 運(yùn)動(dòng)控制。PLC技術(shù)可控制機(jī)械的運(yùn)動(dòng)過程，包括機(jī)械的位置、速度、加速度、運(yùn)動(dòng)形式等，控制機(jī)械的運(yùn)動(dòng)過程可以是直線運(yùn)動(dòng)等單坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)，也可以是平面運(yùn)動(dòng)、立體運(yùn)動(dòng)、角度變換運(yùn)動(dòng)等多坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)，還可以保持機(jī)械運(yùn)動(dòng)良好的平衡力和協(xié)調(diào)性。

3、結(jié)語

PLC技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用為工業(yè)發(fā)展注入了新的生命和活力，煥發(fā)出靚麗的光彩，未來PLC技術(shù)的發(fā)展會朝著更加先進(jìn)的技術(shù)、更加多類型的產(chǎn)品、更加齊全的功能的方向，推動(dòng)工業(yè)持續(xù)向前。

參考文獻(xiàn)：

[1]甘能.基于PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，

2015，4（6）：59-60.

[2]王峰.關(guān)于PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用分析[J].科技展望，2015，25（5）：15.

[3]武蘭江，王麗艷，李黎.基于PLC控制技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用研究[J].橡塑技術(shù)與裝備，2015，41（18）：10-11.

[4]田學(xué)奎.淺談PLC技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].河南科技，2014，38（10）：17-18.

[5]陳玉寶.PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2014，5（7）：25+27.