PLC在自动化中的运用和发展

【摘 要】PLC是目前在现代化工业的生产设备中，应用最为广泛的数字模拟的控制装置。 PLC将电子计算机技术、自动控制技术和通讯技术融合为一体，因其性能的可靠性较高，有具有较强的抗干扰能力，组装起来十分灵活，编程相对比较简单，维修也比较方便等诸多优点，现已成为实现单机、车间、工厂自动化控制的核心设备。本文通过阐述PLC 的概念和特点，介绍了 PLC 在顺序控制、闭环控制、开关量控制三个方面的应用，以此提出一些建议，再通过与 DSC 的比较对PLC在电气自动化领域的发展前景进行了展望。

【关键词】PLC；电气自动化、顺序控制、闭环控制、开关量控制

一、PLC的定义和特点

PLC又称作可编程逻辑控制器，（Programmable Log Controller，简称PLC），它通过自身存储器对所输入的数据进行模拟和程序编辑，通过计算机对指令进行程序运算，随后进行动作指令的输出，并对此进行控制，此外它还可以对一些常见的模拟量和数字量进行 Inlet 和Outlet，以此实现对电机或器械的操作流程的控制。

对于PLC而言，它的实质就是属于控制计算机的范畴，因此其系统在功能性方面表现得十分强大，它具有计算机控制系统所具备的一切功能，其系統结构可根据设计的要求进行选择，既可以大型化也可以小型化；PLC的数据接口较简单，也较直观，它的编译符号具有一定的特定含义，且易于读取，因此对于PLC的操作就变得比较简单，其使用的方法也较容易，这就保证了PLC的普遍性和实用性；对于PLC的内部设计采用了大量的集成电路，又对其使用了最先进的抗干扰技术，因此其具有较强大的抗干扰能力；PLC的内部系统设计，采用了存储逻辑的接线逻辑的方法，而在控制系统的设计和构造的时间方面，相应做出了减少和简化，这就使得PLC具有易改造，便维护的特点。

二、PLC在电气自动化中的应用

（一）顺序控制。对于PLC的顺序控制，通常在火力发电系统内的辅助操作系统中的工艺流程中应用的较多，鉴于国家对于节能减排的要求愈加严格，电气行业在生产过程中的低能建好成为了企业管理的终极目标。目前大型的火电企业的辅助系统均采用了 PLC 控制系统来代替原继电控制器，同时PLC的控制系统还可以单独对某一条工艺流程进行控制，且可协调全线的生产工作。

（二）闭环控制。最初的PLC 控制系统在闭环控制上并没有多少优势，当技术更新后，PLC同样具有了闭环控制这项功能，如今这一技术已发展得比较成熟。自动电力系统的控制流程 跟如下变量有关，压力、流量、温度和速度等模拟量，需要对它们进行连续变化的监控，PLC 模块的生产厂家在生产过程中基本都具备了PI的指令，并能够较容易地进行 PID的控制，而其控制程序是由PLC的原厂家设计并置于模块中的，因此用户在使用时，仅需要设置一些常用参数即可，操作较简单方便，还可以直接采用PID的指令，以实现基于PLC的PID的控制，提高了其经济性能。

（三）开关量控制。PLC的实质是用内部已经定义完全的各种辅助继电器来替换原来的接触继电器，还可认为其内部的各继电器节点的变位时间近似为零，因此在其运行的时候仅需要考虑其在0/1的状态即可，因此用它作为开关量的控制比较适合。

三、在工业自动化中对PLC的应用

（一）联网和通信。随着PLC控制技术的进步和发展，工业自动化的控制水平也相应有了较大的提高，在对PLC进行制造的过程中，其通信功能的完善也同样受到了较大的重视，现阶段的PLC大都具有通信所需的专用接口，可以更加便捷的对数据的通信和传递等功能进行完成。

（二）对过程可进行控制。此应用主要是指对各种模拟量，包括流量、温度、压力等情况进行闭环控制，同时PLC还可对各种类型的控制及程序运算进行编制，从而使闭环控制得以实现，应用较为广泛的有锅炉控制、热处理、冶金以及化工行业。

（三）对数据进行处理。现阶段的PIC具有很多功能，包括查表、数据传送位操作、数据排列及数据转换等，经过处理得到的数据需要与保存在存储器里的数值进行比较，然后再对操作进行完成，此外它也可以将数据传送到其它装置中，然后对其进行远程的操作和控制，这些操作通常在没有人控制的柔性大型控制系统中进行数据处理，同时它也常应用在食品工业、冶金和造纸等行业中。

（四）对模拟量进行控制。此应用可将需控制的对象的基本特征作为模板，并对它的功能模块进行合理组装，从而使PLC的系统活动得到灵活的控制，它的组成模块包括模拟量控制模块、高速计数模块、位置控制 I/O 模块和主机模块；模拟量控制模块可以对控制系统中的精确度进行控制，使之更加精准，这使得一系列的热处理过程得到了严格的控制，对维护工作和控制设计也较方便，而对仪表的控制系统中，比较难以维护的局面也得到了解决。

四、PLC 在电气自动化中的发展前景及建议

在对工业化的生产进行实践中，PLC将作为工业自动化控制领域的主要战场，它可以为自动化仪器和设备的控制应用提供更真实、可靠、准确的数据。PLC不仅为工业自动化的控制提供了比较安全、完善的解决方案，同时也为工业企业的生产化运行提供了最新、最先进的生产需求。尽管PLC是专门应用在工业环境下的电子操作系统，但当其工作所处的环境过分恶劣或充满了电磁干扰的时候，其程序就会出现运行上的错误，为此而提高控制系统的稳定性、可靠性以及控制系统的抗干扰能力成为了PLC在今后要改进的关键技术；在目前，各类生产企业中，通过多年的努力，在针对工业系统进行控制的过程中，其控制领域逐渐对继电器、PLC、工业总线技术、一体化管控等阶段进行经历和改革，并为以后的发展奠定了坚实的基础，其中集散型控制系统DCS技术日益趋于完善，对此技术的应用也有了较丰富的经验，但是在现阶段此技术却处于停滞的状态，能够使此技术大幅度进步的关键在于实现通用化的硬件平台并融合PLC，在随着微电子技术和控制技术的进步，促使PLC控制系统和DCS系统能够互相取长补短，走向同化成为了未来控制系统技术发展中更高层次的目标。

随着在作业现场总线技术的进步和现代化、热、工自动化技术逐渐成熟，控制仪表也越来越数字化、智能化，电厂的自动化控制水平也提升到了更新高度，为了使PLC能够在更为广阔的领域适应现代化工业的生产流程中对控制系统的需求，其产品应更加丰富，规格也应更加齐全，同时还应在电气自动化的发展过程中做到更大范围的推广和使用；在未来的自动化技术与PLC的发展会逐渐向着智能化、数字化以及网络化迈进，对PLC质量检测进行综合的实践，实时的对其进行自动化数据收集，对其进行的调试手段要配有科学的设计，对其进行调试所使用的工具要有创新，对其进行故障诊断时要全面细化，并开发对数据采用自动化管理的模式，只有通过这样的方式，才可以使PLC能够应用于各个领域，以此才能够对工业自动化的科学、创新、高效、全面、稳步及可持续发展产生促进的作用。

五、结论

PLC控制系统在自动化控制系统中使用，大大地简化了传统的复杂的继电器电路，进一步提高了系统的可靠性，而且还为后期的维护提供了很大的便利，PLC控制系统在自动化控制系统中的运用具有很重要的意义，总体看PLC的技术特征使之可以在电气自动化系统中担任较为重要的角色，其应用的前景也随之拓展。为了充分的发挥 PLC 技术优势和功能，就需要在模块完善和抗干扰性能、可靠性等方面进行升级，使之可以在更多的领域发挥其控制和通讯等优势，以此获得更好的应用效果。

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作者简介：

潘云（1981-），男，华北电力大学工程硕士、工程师，从事火电厂工业工程相关应用与研究。