在工业控制中PLC及网络技术的作用

刘艺丽

摘要：在当今自动控制系统中，PLC仍然能够引导自动化行业的发展，其主要是在最初其采用计算机的设计思想及适应各种现场应用，伴随着电子科技的飞速发展，PLC的作用更为突显在各个领域去适应不同的客户要求。这就是PLC在市场上的强大的生命力所在。

關键词：工业控制 编程 PLC

现代生产中，传统的手动操作已远远不能获得好的控制品质。当前，在控制领域，国内外普遍采用PLC。特别是最近几年的制药、冶金、制造等行业中，PLC以其在工业恶劣环境下仍能高可靠性工作，及抗干扰能力强的特点而获得更为广泛的使用。PLC将电气、仪表、控制这三电集于一体，根据需要方便、灵活地组合成各种不同规模的控制系统，以适应各种工业控制的需要。因为PLC是专为工业控制而设计的，其结构紧密、坚固、体积小巧，是实现机电一体化的理想控制设备。随着微电子技术的快速发展，它的的制造成本不断下降，功能却在不断增强。目前PLC已成为工业控制的标准设备，它的应用几乎覆盖了所有工业企业，正在跃居现代工业自动化三大支柱（PLC，ROBOT，CAD/CAM）的主导地位。

PLC可编程序控制器是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备都应该按照易于与控制系统形成一个整体，便于扩展其功能的原则而设计。

一、PLC的特点

1、可靠性极高

因为工业生产的环境远比通用计算机所处的环境差，所以要求PLC具有很强的抗干扰能力，能在比较恶劣的运行环境中（如高温、过电压、强电磁干扰和高湿度等）可靠地长期运行。

2、使用方便

1）编程上方便：PLC有梯形图、功能表图、布尔助记符多种程序控制设计语言可供使用。

（2）操作上方便：PLC的操作包括程序输入及更改。大多数PLC采用编程器进行程序输入和更改。程序更改的操作也可直接根据所需的地址编号继电器编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。

（3）维修时方便：系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可根据有关故障信号灯的指示和故障代码的显示，或通过编程器和CRT屏幕的显示，能很快地找到故障所在的部位，为迅速排除故障和修复节省了时间。

3、灵活性较高？。主要表现在下列三方面。

（1）灵活的编程性：PLC采用的编程语言有梯形图、功能表图、布尔助记符、功？能模块图等，只要掌握其中一种语言就可进行编程。

（2）灵活的扩展性：根据应用的规模的可不断扩展，它不仅可以通过增加输入、输出卡件增加点数，还通过扩展单元来扩大容量和功能，也可通过多台PLC的通信来扩大容量和功能。

（3）灵活的操作性：操作的灵活性指设计的工作量大大减少，编程的工作量和安装施工的工作量大大减少，操作十分灵活方便，监视和控制变得容易。

4.机电一体化

PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，它不仅体积小，且功能比较完善，抗干扰性能较强，机械和电气部件被有机地结合在一个设备内，并将电子仪表和计算机的功能有机的结合了在一起。

网络技术在现代控制系统中是不可缺少的，且应用越来越普遍，网络控制一般指以控制“事务对象”为特征的计算机网络系统，它主要面向企业或某个系统。控制网络来源于计算机网络技术，与一般的计算机网络有许多共同点，但又有不同和独特之处，主要表现在以下几个方面：

（1）控制网络强调在恶劣环境下数据传输的完整性和可靠性；

（2）控制网络中数据传输的及时性和系统响应的实时性是其基本要求；

（3）通讯方式多采用广播或组播方式；

（4）控制网络必须解决多家产品和系统在同一网络中相互兼容及互操作性问题。

近几年来备受关注的现场总线得到迅速发展。以具备数字计算与数字通讯能力的现场设备作为网络节点，把总线作为节点实现数字通信的联系纽带，构成开放式、数字化的控制网络，被誉为自动化领域的通讯与网络技术。

系统控制第一层通讯网络操作室主机与PLC之间采用PROFIBUS现场总线通讯协议构成现场总线工业控制网络，相互之间的信息交换。可通过网络把高炉系统的工艺参数设定值和对电气设备的操作从人机接口传送到PLC，把各个设备的状态和工艺、电气参数及故障由PLC收集并送到人机接口的CRT上显示。PROFIBUS是一种国际性的开放式现场总线标准，它可使分散数字化控制器从现场的底层到下一级网络化。通常采用RS485传输方式，RS485也是PROFIBUS最常用的一种传输方式。

系统控制第二层通讯网络操作室主机、调度室和值班室的工控机之间采用TCP/IP网络通讯协议互相连接成Ether NET网，Ether NET网是IEEE802.3所支持的局域网标准。按照国际标准化组织开放系统互连参考模型的7层结构，Ether NET网标准只定义了链路层和物理层，并作为一个完整的通讯系统，它需要高层协议的支持。APARNT在制定了TCP/IP高层通讯协议并把Ether NET网作为其数据链路和物理层的协议之后，Ether NET网便和TCP/IP紧密的捆绑在一起了。此后，因为国际互联网采用了Ether NET网和TCP/IP协议，人们甚至把超文本连接HTTP等与TCP/IP协议组放在一起，俗称为Ether NET网技术。

参考文献：

[1] 邓高寿、潘宏侠著《PLC在工业自动化控制领域中的应用及发展》

[2]孙兰福著《PLC在工业自动化中的应用》《赤子》2009年弟6期