PLC在工业自动化控制中的应用

赖建明

摘 要：随着我国科学技术水平的不断提高，PLC技术发展得越来越成熟，在工业自动化控制领域内的运用也越来越广泛，如工业自动化中的开关量控制和位置控制等等。文中笔者首先对基于PLC的工业自动化控制工作原理进行了简述，其次对PLC在工业自动化控制中的应用进行分析，最后对PLC在工业自动化控制中的未来发展进行了展望。

关键词：PLC；工业自动化；未来发展；展望

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.003

0 引言

PLC是一种在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统，在工业自动化控制中的应用非常广泛。一般情况下，PLC在工业自动化控制中的应用有四种类型，分别为模拟量控制、位置控制、开关量控制和系统集中控制[1]。PLC技术在工业自动化控制中的应用对于工业的发展具有一定的促进作用，因此其具有非常良好的发展前景。在此背景下，本文对PLC技术在工业自动化控制中的应用进行简要探讨。

1 基于PLC的工业自动化控制工作原理

PLC在运行时所需要进行的工作包括输入采样、用户程序执行和输出刷新等三个方面[2]。在输入采样阶段，PLC会通过扫描的方式按照顺序读入所有输入状态以及输入数据，同时把这些状态及数据存贮到相应的单元，当这一阶段的数据输入采样完成以后就可以进行下一步工作了。在用户程序执行阶段，可编程控制器会对用户程序进行自上而下的扫描，根据扫描结果来执行相应的程序。在对用户程序进行扫描时，需要按照固定的顺序和路线进行程序的计算，固定的顺序是指从左到右，自上而下的顺序。当用户程序执行阶段完成以后就可以进行下一步的环节。在输出刷新阶段，PLC的CPU会根据I/O映像区内对应的状态和数据对所有的输出锁存电路进行刷新，通过输出的控制电路驱动相应的外围设备，控制具体执行机构的具体运作。当这一阶段的工作结束之后，PLC的整个运行过程才算完成，即为一个周期。对于不同的工业环境而言，其要求也不一样，主要体现在PLC的周期差异，因此不同的工业环境所采用的PLC周期也不尽相同。

2 PLC在工业自动化控制中的应用

PLC在工业自动化控制中的应用主要有以下四个方面，分别为模拟量控制、位置控制、开关量控制和系统集中控制。

2.1 模拟量控制

PLC是在控制对象特征的基础之上，根据组合功能模块的特性将其组装成为功能完善的一个完整的控制系统，其可以达到提高整个控制系统准确性的目的。对于PLC而言，其主要是由位置控制模块、主机模块、通讯模块和模拟量控制模块等多个模块组成的。对于PLC的模拟量控制来说，它可以很大程度上提高工业自动化控制系统的精准度，同时其还可以通过热处理的方式为整个控制系统的设计和维护提供巨大的便利。

2.2 位置控制

位置控制对于工业自动化控制来说是重要的组成部分之一，因此对于该部分的设计是非常重要的。位置控制的主要目的是对步进电机的位置进行控制，通過PLC技术可以在控制步进电机的基础之上，对步进电机的位置控制得更为精确。这是因为PLC技术可以在进行步进电机控制的同时还可以向步进电机绕组发出脉冲，通过这种方式可以对步进电机的位移变化进行准确的控制，减小误差，从而达到精确控制位置目的。

2.3 开关量控制

PLC的开关量控制在其设计上具有有一定的规范性和科学性，且开关量控制的设计目的是为了提高控制的可靠性。开关量控制的设计是基于中间继电器控制系统的动作，进而通过顺序控制器的公式所得到的。

2.4 系统集中控制

通过PLC技术可以实现工业自动化控制，与此同时，它还可以对整个工业自动化控制系统进行控制，比如当控制系统在运行过程中发生一些问题时，其会对故障发生的原因进行检测，并显示相应的检测结果。控制系统是通过时限故障检测和逻辑错误检测来实现对整个工业自动化控制系统的控制。对于工业生产中的机床设备而言，在进行工作时需要有足够的准备时间，并且要求在进行工作之前必须通过每一道工作工序。在进行控制系统检测工步动作时，定时器可以相应地启动，当定时器发出信号时，可以将其作为启动报警信号，也可以将其作为自动停机的信号。

3 未来发展展望

就现阶段而言，PLC技术在工业自动化控制的应用中还存在一定的问题，主要包括软硬件体系封闭，以及专用总线、各大公司结构不一样、专用通信网络协议等一些原因对各种不兼容造成了影响，但是可以通过湿度限制、震动限制和温度限制等方式来进行有效地控制。从这里可以看出，PLC在工业自动化控制中的发展还是具有非常大的潜力的。总的来说，PLC 的发展方向可以分为以下三个方面：第一，可以向实现设计、产品与功能等多方面进行发展。随着我国经济实力的不断上升，我国的经济市场也在不断提升，通过这种方式可以丰富PLC的产品，为市场提供更多的方便；第二，提升PLC的运算能力。现阶段，信息产业正在高速发展，设备的容量加大和价格下滑的情况已经非常普遍，通过提升PLC的运算能力可以使其在未来的进一步升级得以实现；第三，PLC编程语言将朝向多样化与高级化发展。目前而言，PLC普遍使用的编程语言为梯形图语言，通过开发高级编程语言，可以向多样化和高级化的方向发展，如C语言和BASIC等等，因此值得进行相关的研究和开发。

4 结语

通过本文的研究，我们可以对PLC在工业自动化控制中的工作原理有了初步的了解，主要包括模拟量控制、开关量控制、位置控制和系统集中控制等四个方面的应用。随着科技水平的不断发展，我国的PLC控制技术的发展速度也将随之加快。在实现工业自动化的领域中，采用PLC 控制技术是适应社会的必然需求，同时也是保障自动化水平的基本前提。面对如今的发展形势，相关的研究人员还应不断加大其研究力度，不断完善PLC 控制技术水平，使得其更好地应用于工业自动化领域中。

参考文献：

[1]孔德政，李振华.PLC在工业自动化中的应用[J].测试工具与解决方案，2013（19）.

[2]刘宪武.PLC在工业自动化控制中的应用[J].中国高新技术企业，2013（17）.endprint