PLC在工業(yè)自動化的應用

孫偉峰+李文龍

摘 要：隨著科學技術的迅猛發(fā)展，逐步涌現(xiàn)出一批便于人們使用的控制系統(tǒng)。其中，PLC作為專為工業(yè)環(huán)境應用而設計的數(shù)字系統(tǒng)，成為工業(yè)自動化領域的一個重要組成部分。PLC的應用，有效的提高了工業(yè)生產的效率和水平，本文主要分析PLC的概念及特征，闡述PLC在工業(yè)自動化應用中的作用，并討論PLC的通信功能與發(fā)展趨勢。

關鍵詞：PLC；自動化；通信

1 PLC的概念及特征

可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計?！?/p>

PLC具有如下特點，編程方法簡單易學，可靠性高，抗干擾能力強，通用性強，系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少，維修工作量小，維修方便，體積小，能耗低。PLC的應用面廣、功能強大、使用方便，已經廣泛的應用在各種機械設備和生產過程的自動控制系統(tǒng)中。

PLC一般具有以下功能：一是32位高速計數(shù)器。計數(shù)頻率可達100 kHz，當計數(shù)值達到預制值時，可以通過中斷來改變PLC的輸出，使計數(shù)頻率受到限制。二是高速輸出功能，有脈沖列輸出和脈寬調制的高速輸出功能。三是脈沖捕獲功能，可以捕獲、輸入脈沖。

2 PLC在工業(yè)自動化應用中的作用

PLC在工業(yè)自動化中起著舉足輕重的作用，在國內外已廣泛應 用于機械、冶金、石油、化工、輕工、紡織、電力、電子、食品、交通等行業(yè)。經驗表明，80%以上的工業(yè)控制可以使用PLC來完成。主要有以下幾個方面：

1.模擬量控制

根據(jù)控制對象特征，PLC通過組合功能模塊組裝能成功地控制系統(tǒng)，來靈活實現(xiàn)系統(tǒng)控制。PLC有主機模塊、I/0模塊、高速計數(shù)模塊、位控制模塊、模擬量控制模塊、通信模塊等。PLC的模擬量控制能大大地提高過程控制系統(tǒng)的精度，它可以對熱處理的升溫、降溫、保溫等過程進行嚴格的控制，給熱處理過程的控制設計和維護帶來了極大的方便，這是以往的儀表控制系統(tǒng)很難實現(xiàn)的。

2.開關量控制

PLC的開關量控制能夠提升控制的可靠性，它是基于中問繼電器控制系統(tǒng)的動作，進而通過順序控制器的公式而設計出來的。另外，在其設計上具有規(guī)范性與科學性。

3.位置控制

位置控制作為工業(yè)自動化控制中的重點，PLC可通過控制步進電機，給步進電機繞組發(fā)出脈沖，并且能精確地確定步進電機位移，以此來達到位置控制的目的。

3 PLC的通信功能與發(fā)展趨勢

1.PLC的通信功能

伴隨著科學技術的迅速發(fā)展，PLC通信變得日趨廣泛。PLC通信主要分為PLC之間的通信和PLC與其他智能設備之間的通信。PLC的通信可傳遞那些重要的數(shù)據(jù)，可編程邏輯控制器系統(tǒng)的通信接口應包括串行和并行通信接口、RIO通信口、常用DCS接口等；大中型可編程邏輯控制器通信總線（含接口設備和電纜）應1：1冗余配置，通信總線應符合國際標準，通信距離應滿足裝置實際要求。

可編程邏輯控制器系統(tǒng)的通信網絡中，上級的網絡通信速率應大于1Mbps，通信負荷不大于60%。

2.PLC的發(fā)展趨勢

隨著PLC應用領域日益擴大，PLC技術及其產品結構都在不斷改進，功能日益強大，性價比越來越高。

（1）一方面，大力發(fā)展速度更快、性價比更高的小型和超小型PLC。以適應單機及小型自動控制的需要。另一方面，向高速度、大容量、技術完善的大型PLC方向發(fā)展。隨著復雜系統(tǒng)控制的要求越來越高和微處理器與計算機技術的不斷發(fā)展，人們對PLC的信息處理速度要求也越來越高，要求用戶存儲器容量也越來越大。

（2）為滿足工業(yè)自動化各種控制系統(tǒng)的需要，近年來，PLC廠家先后開發(fā)了不少新件和模塊，如智能I/O模塊、溫度控制模塊和專門用于檢測PLC外部故障的專用智能模塊等，這些模塊的開發(fā)和應用不僅增強了功能，擴展了PLC的應用范圍，還提高了系統(tǒng)的可靠性。

（3）PLC網絡控制是當前控制系統(tǒng)和PLC技術發(fā)展的潮流。PLC與PLC之間的聯(lián)網通信、PLC與上位計算機的聯(lián)網通信已得到廣泛應用。目前，PLC制造商都在發(fā)展自己專用的通信模塊和通信軟件以加強PLC的聯(lián)網能力。各PLC制造商之間也在協(xié)商指定通用的通信標準，以構成更大的網絡系統(tǒng)。PLC已成為集散控制系統(tǒng)（DCS）不可缺少的組成部分。

4 結束語

綜上所述，通過本文，充分了解了PLC在工業(yè)自動化應用中的作用及PLC的通信功能、發(fā)展趨勢。隨著我國科學技術的發(fā)展，PLC控制技術的發(fā)展速度也會隨之加快。PLC作為工業(yè)自動化中重要的組成部分，對于未來的工業(yè)生產具有重要作用，它一定會使我國的工業(yè)生產迅猛發(fā)展。

參考文獻

1.廖常初.S7-200PLC編程及應用.機械工業(yè)出版社

2.羅勇.PLC在工業(yè)自動化控制中的應用.科技創(chuàng)新與生產力，2012，（11）：102-103

3.劉明.PLC在工業(yè)自動化控制中的應用.江蘇科技信息，2014，（11）：40-41

作者簡介

李文龍（1995-），男，漢族，鄭州大學物理工程學院測控技術與儀器專業(yè)2014級學生，研究方向：測控技術與智能系統(tǒng)。

孫偉峰（1995-），男，漢族，鄭州大學物理工程學院測控技術與儀器專業(yè)2014級學生，研究方向：儀器儀表，自動化控制。