PLC的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

陳琥

摘 要基于PLC技術(shù)的特點(diǎn)，以及PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，在自動(dòng)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域，PLC技術(shù)的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。本文根據(jù)當(dāng)前PLC技術(shù)的發(fā)展情況，對(duì)PLC技術(shù)在開(kāi)關(guān)量的邏輯控制、模擬信號(hào)控制、運(yùn)動(dòng)控制等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并且，通過(guò)分析PLC技術(shù)的應(yīng)用前景，說(shuō)明建立PLC技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系的重要性。

【關(guān)鍵詞】PLC 發(fā)展現(xiàn)狀 應(yīng)用前景

在自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的PLC技術(shù)，是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的縮寫(xiě)，在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，研究人員結(jié)合微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)繼電接觸控制技術(shù)創(chuàng)新出來(lái)的一種信號(hào)控制器件，在實(shí)際應(yīng)用中，PLC技術(shù)具有可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，不僅如此，PLC技術(shù)還克服了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中因接線復(fù)雜而帶來(lái)的一系列問(wèn)題。針對(duì)PLC技術(shù)的不斷普及，職業(yè)院校為加強(qiáng)應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，除堅(jiān)持理論教學(xué)外，還應(yīng)在PLC教學(xué)實(shí)驗(yàn)室方面增加投入，使人才的培養(yǎng)與市場(chǎng)需求相一致。

1 PLC技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

在研發(fā)人員的努力下，當(dāng)前鋼鐵、煤炭、石油、化工、機(jī)械制造、交通等領(lǐng)域廣泛使用的PLC技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，在PLC技術(shù)的發(fā)展方面，可以根據(jù)PLC技術(shù)的應(yīng)用形式對(duì)其進(jìn)行區(qū)分，其中主要包括以下幾種類(lèi)型。

1.1 基于開(kāi)關(guān)量的邏輯控制

在PLC技術(shù)中，開(kāi)關(guān)量的邏輯控制是最為常見(jiàn)的類(lèi)型，其應(yīng)用最為廣泛?；陂_(kāi)關(guān)量的邏輯控制技術(shù)取代了傳統(tǒng)繼電器電路，使電路控制技術(shù)的真正進(jìn)入了邏輯控制時(shí)代。基于開(kāi)關(guān)量的PLC技術(shù)不僅可以用于單個(gè)設(shè)備的控制，還可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)控制多個(gè)設(shè)備，例如組合機(jī)床、電噴流水線、飲料封裝機(jī)等。

1.2 基于模擬量的控制技術(shù)

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，除邏輯電平信號(hào)外，還包括許多連續(xù)信號(hào)，這就需要用到模擬量控制技術(shù)，常見(jiàn)的模擬量信號(hào)有溫度、濕度、壓力、深度、流量、流速等。在實(shí)際應(yīng)用中，由于PLC只能處理數(shù)字信號(hào)，在應(yīng)用過(guò)程中需要將模擬量進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，此過(guò)程需要借助A/D和D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)，為便于用戶使用，PLC廠家在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就已經(jīng)研發(fā)了與之相匹配的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，從而保證PLC器件能夠?qū)δM量控制信號(hào)做出正確的響應(yīng)。

1.3 基于運(yùn)動(dòng)控制的PLC技術(shù)

在PLC技術(shù)的早期應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，可編程序控制器能夠在圓周運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)控制中得到很好的運(yùn)用。在控制機(jī)構(gòu)的配置上，基于開(kāi)關(guān)量的串口控制模塊需要與位置傳感器相連接，根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，進(jìn)行周期性的響應(yīng)，這就是基于運(yùn)動(dòng)控制的PLC技術(shù)。目前，市面上常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)控制PLC模塊有單軸位置控制模塊、多種位置控制模塊，此類(lèi)模塊在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、交通運(yùn)輸領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

1.4 基于過(guò)程控制的PLC技術(shù)

所謂過(guò)程控制，也就是自動(dòng)控制原理中的反饋控制（或閉環(huán)控制），在PLC技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，不僅需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)的反饋，還應(yīng)當(dāng)具備對(duì)過(guò)程量的控制能力。例如，在糧倉(cāng)溫度檢測(cè)應(yīng)用中，PLC控制系統(tǒng)不僅實(shí)時(shí)顯示糧倉(cāng)各位置溫度外，還要在溫度異常的情況下，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序，進(jìn)行相關(guān)的操作，以實(shí)現(xiàn)過(guò)程量的穩(wěn)定，這就是基于PLC技術(shù)的反饋控制。

2 PLC技術(shù)的應(yīng)用前景

從根本上來(lái)看，PLC技術(shù)的出現(xiàn)是為了滿足自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，以達(dá)到無(wú)人值守工作的狀態(tài)，使企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本大大降低。然而，在PLC技術(shù)發(fā)展初期，由于技術(shù)能力的限制，這一目標(biāo)遲遲未能實(shí)現(xiàn)。隨著PLC技術(shù)的廣泛應(yīng)用，研發(fā)人員應(yīng)不斷推出新的PLC器件，從而滿足不同行業(yè)的需求。

2.1 PLC控制系統(tǒng)將適用于強(qiáng)干擾的工作環(huán)境

在實(shí)際應(yīng)用中，PLC控制系統(tǒng)所處環(huán)境存在較大差異，對(duì)于常規(guī)環(huán)境下的PLC控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其可靠性較高，在使用過(guò)程中幾乎不需要人員看管，能夠?yàn)槠髽I(yè)生產(chǎn)降低成本。然而，對(duì)于行業(yè)來(lái)說(shuō)，PLC控制系統(tǒng)所處環(huán)境中存在強(qiáng)電磁干擾，當(dāng)PLC控制系統(tǒng)自身電磁防護(hù)能力較差時(shí)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)工作穩(wěn)定性下降，需要安排人員看管，不僅達(dá)不到降低企業(yè)成本的目的，甚至?xí)o企業(yè)帶來(lái)重大損失。為此，研究人員在PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)各種方式提高其環(huán)境適應(yīng)能力，使其應(yīng)用范圍更加廣泛。

2.2 PLC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用

計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ?、工作中必不可少的工具，在PLC控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展中，三者實(shí)現(xiàn)了完美的結(jié)合，PLC控制系統(tǒng)不再是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，它向所有具有控制權(quán)限的計(jì)算機(jī)用戶開(kāi)放，并形成以PLC控制系統(tǒng)為中心的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。然而，這僅僅是完成了PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的第一步，除依托互聯(lián)網(wǎng)完成相關(guān)控制命令外，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)智能化管理，采用總線技術(shù)，將存在相關(guān)關(guān)系的PLC控制系統(tǒng)連接起來(lái)，規(guī)定系統(tǒng)間的通訊協(xié)議、配置文件等，實(shí)現(xiàn)更加開(kāi)放的PLC控制網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)降低了企業(yè)生產(chǎn)成本。

2.3 PLC控制系統(tǒng)的小型化發(fā)展

大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使得PLC控制系統(tǒng)的小型化成為可能，小型化的PLC集成控制系統(tǒng)將消耗更少的能源，實(shí)現(xiàn)更多的控制功能。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員需要從PLC控制算法方法加以研究，將高級(jí)計(jì)算機(jī)才具有的浮點(diǎn)運(yùn)算、PID調(diào)節(jié)等技術(shù)應(yīng)用在PLC控制系統(tǒng)中，將PLC控制系統(tǒng)所得到的信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，從而得出正確的響應(yīng)指令，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。企業(yè)在選擇PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)自身需要確定所需系統(tǒng)的規(guī)模，畢竟，體積越小、功能越豐富的PLC控制系統(tǒng)價(jià)格也就越高，過(guò)分追求PLC控制系統(tǒng)的小型化將增加企業(yè)的成本負(fù)擔(dān)。

3 總結(jié)

PLC技術(shù)的廣泛使用，極大的解放了生產(chǎn)力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，PLC控制系統(tǒng)將呈現(xiàn)出多樣化的發(fā)展趨勢(shì)，以滿足不同行業(yè)對(duì)PLC控制系統(tǒng)不斷提高的要求。當(dāng)基于總線技術(shù)的PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)形成之后，全球自動(dòng)化生產(chǎn)將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。作為培養(yǎng)PLC專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的中職院校，應(yīng)當(dāng)及時(shí)掌握PLC技術(shù)的發(fā)展方向，根據(jù)行業(yè)需要，調(diào)整人才培養(yǎng)計(jì)劃，確保PLC技術(shù)的推廣引用不會(huì)因人的因素而受到制約。

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作者單位

連云港海州中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校 江蘇省連云港市 222000