PLC在工业自动化中的应用及发展

吉冰伟

摘 要：PLC控制技术具有可靠性高、适应性好、通信能力强等多项优点，已经在工业生产领域得到广泛应用，极大的提高了我国工业化生产水平。本文对PLC控制器的工作原理、应用状况及其注意事项进行了分析，最后对该技术的发展前景做了简单预测。

关键词：PLC；工业；自动化；控制；前景

中图分类号： TH86 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）17-131-2

0 引言

可编程控制器（PLC）应用时间不长，但却得到了很大发展，各方面的性能不断完善，已经由初期的替代继电器控制系统逐渐发展至工程技术界的多个领域。工业领域生产水平的提升，同样离不开PLC控制技术的应用。笔者结合自身的工作经验，对PLC控制原理、在工业中的应用状况以及发展趋势进行探讨，希望能对相关人员提供一定参考。

1 PLC控制技术概述

1.1 PLC控制技术简介

PLC控制技术是在自动化技术、计算机技术和通信技术的基础上发展起来的一门综合性技术，该技术具有可靠性高、适应性好、通信能力强以及功能扩充性高等多项优点，因此得到了广泛应用。PLC最早应用于工业领域，极大的提高了工业生产领域的自动化水平和控制水平，提高了工业生产的可靠性，有效的促进了工业领域的发展。随着工业领域的不断发展，生产工艺逐渐复杂，需要控制的对象难度发生了很大改变，工作环境和工作时长也有了新的变化，这就对PLC控制技术提出了新的要求。

1.2 PLC控制技术原理分析

PLC控制技术的应用需要经过输入采样阶段、程序执行阶段和执行后的输出阶段，三部分相互配合，才能完成一个完整的周期任务。

1.2.1 输入采样阶段

PLC控制技术应用的第一个阶段是采样阶段，扫描设备按照一定顺序读入所有输入状态和相应的数据，并将读入的状态和数据存储到PLC映象区的控制单元，完成输入后直接进入到用户程序的执行阶段，同时刷新数据，确保输入数据的准确性。

1.2.2 用户程序执行阶段

PLC控制器在执行阶段会对用户程序进行完整扫描，确保输入程序已经被读入。扫描过程中会按照既定的顺序和路线进行程序运算，一般由左至右依次进行，然后根据相应的逻辑运算得出与存储状态和数据相符合的结果，确定命令得到准确执行。

1.2.3 输出阶段

PLC完成采样和执行阶段后，进入输出阶段。输出前，需要对存储状态和数据进行刷新，然后控制电路驱动相应的外围设备，使其执行具体的操作，输出完成。

2 PLC控制技术在工业自动化中的应用

2.1 PLC控制技术的应用现状

PLC控制技术具有多项优势，因此在工业自动化中得到广泛应用，主要表现在：

2.1.1 对开关数量的逻辑控制

开关数量的逻辑控制是工业实现自动化的关键，PLC技术不仅能实现顺序控制，还能实现逻辑控制；在数量方面，PLC既可实现对开关的一对一控制，也可实现一对多的控制，以满足较高的生产需求。开关的自动化控制是工业实现自动化的基础，比如组合机床、注塑机、定数的玻璃等都应用了PLC控制技术，该技术的应用丰富了机器设备的功能，满足了现代工业生产发展的需要。

2.1.2 对工业过程的控制

现代工业市场的竞争日益激烈，PLC控制技术的应用已经成为工业企业提高自身竞争力的重要手段，PLC应用过程中不仅可适合离散过程的控制，还能对连续过程进行自动化控制，这对企业自动化生产线的连续运行十分有利。伴随着PLC技术应用范围的推广，该技术的功能也逐渐强大，工业生产过程也发生了根本性的变革。

2.1.3 对运动的控制

PLC控制技术在不断应用的同时，其性能研究也在不断进行。PLC技术不仅能对直线运行进行自动化控制，还能对圆周运动进行控制。除此之外，电梯、机器人、各类运动机械的运动也能利用PLC控制技术进行准确控制，这也是PLC控制技术未来发展的一个重要方向。

2.1.4 对数据处理的控制

PLC控制技术在数据处理方面同样具有优势，可对数据进行传送、运算、排序、转换、位操作、查表等多种操作，而且能根据实际情况，灵活完成数据采集、分析及相关的处理任务，并将处理结果与所存储的参考值进行对比，根据数据的差别完成控制操作；还能将处理结果传送至其他智能设备进行远程控制。PLC控制技术的数据处理功能可用在无人控制的柔性制造生产线的大型控制系统中，或者冶金、造纸、食品工业等其他大型控制系统中。

2.2 PLC应用注意事项

2.2.1 温度对PLC的影响

PLC控制器在运行过程中受温度影响较大，因此，应做好温度的控制工作，使其维持在0-55℃范围内，确保设备的正常运行。根据以上要求，在安装PLC控制器时，要选择合适的位置，若安装位置处于温度较高处，应在周围地区安装散热装置；若安装位置处于温度较低处，则应做好保暖措施。只有PLC控制器处于正常范围内，其性能才能正常发挥，否则将对工业生产过程产生影响，给企业造成巨大损失。

2.2.2 湿度对PLC的影响

PLC属于电子器件，因此也受到湿度因素的影响。工业生产中，个别生产线环境较为特殊，空气中的相对湿度偏高，而且无法采取有效措施减少空气相对湿度，这种情况下，PLC控制器的运行就受到很大威胁。试验表明，空气中相对湿度85%以下才能确保PLC控制器稳定运行；另外，在做好湿度控制的同时，还应确定空气中有没有凝露现象，以免水分过多降低PLC的绝缘性。

2.2.3 电源对PLC的影响

PLC的运转离不开电源提供动力支持，试验表明，PLC运行需要50HZ，220V的交流电源，电源持续稳定供电，是PLC控制器稳定运行的基础。PLC本身具有电源线的抗干扰能力，对要求较高的工业生产而言，可以通过安装屏蔽层的措施，避免电源线的干扰。若PLC控制器输入端、输出端的电压不同，也可采取直流稳压电源，以确保控制器能够获得稳定的能源动力。

2.2.4 振动对PLC的影响

PLC控制器在工作过程中，不可避免的会遇到振动问题，振动达到一定程度可能会损害PLC的控制性能，为此，应将PLC控制器安装在原理振动源的地方，避免与振动源接触；若无法避开振动源，可采取措施降低振动对控制器的损害，如减震胶就是一种较为常用的保护措施。

3 PLC控制技术发展前景

随着控制系统复杂性和精确性的提高，PLC控制技术也将做出相应提高，并向着多样化和智能化方向发展；同时PLC在运算能力方面也会不断改进，以满足现代控制系统的高速、高容量要求；PLC控制器性能不断发展的同时，其技术也越来越成熟，成本将逐渐降低；最后，PLC还会朝着设计人性化、产品多样化、功能智能化多个层面综合化发展，以满足市场的不同需求。

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