淺析可編程序控制器的應(yīng)用及發(fā)展

唐志強(qiáng)

【摘要】：可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC，是近年來(lái)發(fā)展迅速，應(yīng)用面廣的工業(yè)控制裝置。隨著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。PLC走過(guò)了40多年的發(fā)展歷程，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】PLC技術(shù)；PLC控制；應(yīng)用

引言：可編程邏輯控制器是種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。如今的PLC在處理模擬量、數(shù)字運(yùn)算、人機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)的各方面能力都已大幅提高，成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在各行各業(yè)發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。

1.PLC的發(fā)展及國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

1968年，美國(guó)通用汽車公司為了適應(yīng)汽車型號(hào)不斷更新的工業(yè)需求，試圖招標(biāo)研制一種能盡量減少因汽車型號(hào)變動(dòng)而重新設(shè)計(jì)汽車裝配線上各種繼電器控制線路的方法。1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制成功了世界上第一臺(tái)可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡(jiǎn)稱PLC。1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)PLC技術(shù)并加以消化，成功研制日本的第一臺(tái)PLC。

早期的一般稱為可編程邏輯控制器。這時(shí)的PLC多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制定時(shí)等；中期的PLC在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開(kāi)關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊；近期的PLC進(jìn)人80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高；各制造廠商還紛紛研制開(kāi)發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。

PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

2.PLC的應(yīng)用領(lǐng)域

由于PLC的自身特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用，汝應(yīng)用到機(jī)械、冶金、化工、電力、運(yùn)輸和建筑等眾多領(lǐng)域，它的應(yīng)用范圍大致介于繼電器控制裝置與工業(yè)過(guò)程控制計(jì)算機(jī)之間，適用于控制功能要求比較復(fù)雜和輸人、輸出點(diǎn)數(shù)較多的場(chǎng)合。

2.1開(kāi)關(guān)量邏輯控制

PLC取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用

于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、汀書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等

2.2工業(yè)過(guò)程控制的PLC應(yīng)用

在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量（即模擬量）采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來(lái)處理模擬量，完成閉環(huán)控制。調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。在制造工業(yè)中存在大量的開(kāi)關(guān)量為主的開(kāi)環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作號(hào)按照時(shí)序動(dòng)作；另外還有與順序、時(shí)序無(wú)關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制；以及大量的開(kāi)關(guān)量、脈沖量、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)器、模擬量的越限報(bào)警等狀態(tài)量為主的—離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求，使PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進(jìn)行順序控制為主的產(chǎn)品。PLC廠家在原來(lái)CPU模板上提逐漸增加了各種通訊接口，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展，使PLC的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。 PLC具有穩(wěn)定可靠、價(jià)格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，這是它能持久的占有市場(chǎng)的根本原因。

3.PLC技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

PLC控制技術(shù)在上業(yè)領(lǐng)域的總體發(fā)展趨勢(shì)為：小體積、高集中度、高效率、易操作、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化和與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)緊密結(jié)合等發(fā)展的趨勢(shì)

3.1PLC走向更專業(yè)化

隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，小斷涌現(xiàn)的新型元器件在功能得到

小斷提升的同時(shí)其價(jià)格也在小斷的降低，這使得PLC在性能小斷強(qiáng)化的同時(shí)價(jià)格也逐漸的下降，同時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊操作也更加力便

3.2PLC向信息化力向發(fā)展

日前上業(yè)上普遍使用的大中型PLC采用的是多處理器系統(tǒng)，有的

采用的為32位微處理器，同時(shí)其具各了聯(lián)網(wǎng)通訊的功能，可同時(shí)對(duì)多個(gè)日標(biāo)和任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)信息傳遞，在運(yùn)行速度提高的同時(shí)其存儲(chǔ)的容量也在小斷的加大，這也增強(qiáng)了過(guò)程控制和運(yùn)算的能力，為了實(shí)現(xiàn)企業(yè)的信息化管理信息技術(shù)也滲透到了上業(yè)PLC控制技術(shù)中。

3.3向智能化模塊力向發(fā)展

在復(fù)雜多變的上業(yè)生產(chǎn)中，PLC控制技術(shù)為了滿足其在特殊場(chǎng)合的使用能力，廠家依據(jù)客戶的需求開(kāi)發(fā)了很多的特殊模塊，這些具各特殊功能的模塊都自帶了CPU使得其小占用主核心，小影響PLC掃描的周期，而其具各了一定的信息處理和控制功能，對(duì)主核心的功能起到了完善與補(bǔ)充的作用，其軟件和硬件都采用可靠性欲便利性的設(shè)計(jì).所以其簡(jiǎn)化了很多控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與編程.

4結(jié)語(yǔ)

高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。PLC作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。

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