浅析PLC应用前景

王莹　王岩

摘 要：文章简要概述了PLC控制技术的产生与发展，阐明了PLC发展现状，提出了PLC现阶段的实际应用，指出了PLC的未来发展前景。

关键词：PLC；自动化；应用前景

1 PLC控制技术

PLC是为了能够在复杂的工业环境中使用专门设计的运算系统，它的实质就是把计算机、自动控制和通讯等方面技术有机融为一体，是当代自动化技术的核心部件，它具有的优点是：可靠性能高、组合起来灵活、抗干扰能力强、维修起来方便、编程简单等。伴随着科学技术水平不断向前发展，PLC技术已经发展成为自动化技术领域的三大支柱之一。

2 PLC的发展现状

PLC技术虽然被发明的时间不是很长，但是伴随着微处理器、大规模及超大规模集成电路技术、数据通讯技术快速发展，PLC技术也得到了发展空间，其发展过程可分如下三个阶段。

第一阶段是指上世纪60年代末至70年代中期，行业中将此时的 PLC称作可编程逻辑控制器，其作用等同于继电器控制装置，一般情况下只能够完成简单的单一工序的自动控制。其在硬件配置方面，PLC为了适应现场条件的需求在I/O接口上作了改进。它的设备中使用的元器件以中小规模集成电路和分立元件为主，采用磁芯存储器技术，配合相应措施，提高了设备的抗干扰能力。其在软件配置方面，PLC的逻辑编程语言采用梯形图。早期的PLC的性能要比优于继电器的性能，它的具体优点包括：操作简单易懂、设备体积小、便于安装、消耗能低、能重复使用、有故障指使等。

第二阶段是指上世纪70年代中期至80年代中后期，在此阶段微处理器应用于PLC并使之产生了很大的变化。美国、德国、日本等发达国家的厂家先后以微处理器作为PLC的CPU，极大地增强了PLC的工作性能。在硬件方面，PLC增加了远程I/0模块、模拟量模块以及其他各种特殊功能模块，并且使存储器的扩容，此外还提供了一定数量的数据寄存器，这些改变都促使PLC应用范围变得更宽泛。在软件方面，PLC增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。

第三阶段是指上世纪80年代中后期至今，在这个阶段超大规模集成电路获得了快速的发展。各制造厂商分别研制开发了专用逻辑处理芯片，促使PLC在软件和硬件方面的功能都得到很大提高。进入21世纪以后，PLC的硬件和软件系统向着标准化的方向发展，从而能够更好地满足工业生产需求，降低了各个环节的成本，进而增强了产品的竞争力。

3 PLC的实际应用

PLC的实际应用范围比较广泛，包括：机床、机械、控制与装置仪、汽车、过程控制、仓库、环保以及文化娱乐控制、设备制造等诸多行业。统计表明PLC的应用中，机械控制占88%，量控制占28%，运动控制占41%，过程控制占59%，批自诊断占19%。

3.1 工业过程控制

工业生产过程当中参数变化规律是不同的，有些是非连续变化量，有些是连续变化量，连续变化量包括温度、压力、流量、液位、速度等参数。PLC运用合理的转换模块控制算法程序把模拟量进行处理，从而使闭环控制得以完成。PID调节是一种优越的调节方式，适合应用于闭环控制系统，在电厂锅炉系统控制、热处理工艺、化工和冶金等工作环境均有广泛的应用。

3.2 开关量逻辑控制

PLC技术的这种应用取代了传统的继电器电路，是最基本并且广泛的应用，它完成了逻辑控制和顺序控制，采用这项技术既能用来完成单台设备的控制，还能完成多机群控和自动化流水线控制。具体表现在对组合机床、注塑机、印刷机、包装线、订书机械、电镀流水线等控制。

3.3 数据处理

现代PLC能够实现数学运算、数据传送及转换、查表及排序、位操作等高级功能，工艺过程中能够完成对数据进行采集、分析和处理等过程。将这些数据和存储器中的预设参考值作进行比较，来完成相应的控制。这项功能比较适合应用于大型的控制系统之中，比如食品工业、冶金等方面。

3.4 运动控制

PLC可以实现对直线运动或者圆周运动进行控制。在配置方面，PLC可以直接应用在开关量I/O模块连接位置传感器以及执行机构，也可以使用专用的运动控制模块。各国的主流的PLC厂商的产品都具有此项功能，并且在机械、机床、电梯等环境有很广泛的应用。

3.5 通信及联网

PLC通信技术包括各PLC之间进行的通信和PLC与其它智能设备之间的进行的通信两方面内容。伴随着计算机技术的快速发展，工厂自动化网络获得了迅速发展，各个PLC生产厂商都相继推出了各自的网络系统，使通信变得非常方便。

4 PLC的应用前景

4.1 人机界面更加友好

PLC制造厂商通过软件企业进行收购或者联合现有的具备实力的软件企业或者干脆发展自身的软件产业，这些动作提高了制造厂商在软件方面的技术水平，拥有与厂商相对应的开发平台和组态软件，可以使厂商将软件方面和硬件方面有机的进行结合，将PLC系统的性能提高，降低用户维护的成本，从而形成更好的人机友好控制系统。

4.2 开放性和互操作性将获得发展

PLC在其自身的发展过程中，各个制造厂商为了能够达到垄断市场和扩大市场的目的，打破原有格局，都不断发展各自的标准，这一恶性竞争导致产品兼容性很差，这样给用户在使用上带来了困难，增加了设备维护的成本。厂商已经认识到开放是发展PLC的趋势，基于大家的共识，相互之间出现了妥协，进而形成了妥协与竞争交互过程的局面，而且这样的过程在未来还将持续。虽然PLC在系统还存在兼容性的问题，但是以统一标准的进行开发，更能够适应市场，给用户带来方便。

4.3 网络通讯能力逐渐加强

PLC生产厂商在原有的CPU模板上提供物理层接口的基础上，渐渐增加其他类型的通讯接口，并且能够提供完整的通讯网络。近期由于数据通讯技术得到了快速的发展，使得用户产生了强烈的开放性，现场总线和以太网两项技术也获得了同步发展。

4.4 PLC功能进一步加强

PLC在应用上范围越来越广。它的网络通讯能力、计算速度、内存容量、模拟量处理控制能力、运算能力均有提高，并不局限在狭小的简单逻辑控制应用方面，在过程控制方面应用越来越广泛，目前已经有很多应用用于取代DCS控制系统，使控制成本大为降低。

4.5 品种多样化发展

当前中小型的PLC产品比较多，为能够更好适应市场的需要，PLC要向品种多样化的方向发展，具体是向超大型PLC和超小型PLC两个方向发展。

4.6 编程语言向高级化、多样化发展

伴随着PLC系统机构的不断发展，PLC的编程采用的语言也在朝着高级化和多样化方向发展。当前，中小型的PLC采用的编程语言趋向于使用梯形图语言。部分PLC开始采用类似于BASIC、C语言等高级语言。

5 结束语

PLC具有可靠性高、结构紧凑、价格低、速度快、功能强等优点，所以在未来的工业自动化领域PLC将发挥重要作用，推动整个工业领域向前发展。

参考文献

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[2]陈忠华.可编程序控制器与工业自动化系统[M].北京：机械工业出版社，2006.

[3]刘卫平.PLC的发展及应用前景[J].机械管理开发，2009.

[4]陈延奎.浅谈PLC控制系统的设计方法[J].中国科技信息，2009.

作者简介：王莹（1985-），女，现工作于阜新华通管道有限公司，于2007年毕业于沈阳大学，机械设计自动化及其工艺专业，助理工程师。