基于PLC 技术的工业自动化控制

王远征，江 渊，潘 强

（华油钢管有限公司，河北沧州 062658）

0 引言

PLC 是可编程逻辑控制器的简称，这种控制器具有可编程的特性，能够使用编辑的程序进行相应的计算、控制以及执行一些指令，通过数字或模拟的渠道将运行结果进行输入或输出，从而实现控制机械或者生产的过程。PLC 技术最初的用途是替代继电器来执行控制功能，随着PLC 控制效果稳定，得到了工业领域的不断重视，逐渐在各个部门进行使用，从而提高了PLC 的使用范围。为了实现更加精准的控制，更多的科研机构加入到了PLC 技术的研究和应用的过程中，使得PLC 技术得到了较快的发展，在工业领域中应用得更加广泛。

1 PLC 技术的介绍

1.1 PLC 技术的基本情况

PLC 技术是多种技术的结合体，在发展的过程中将计算机技术以及自动化技术融合在其中，同时随着通信技术的发展，PLC技术又融入通信技术，这样控制的自动化水平越来越高，实现对产品的升级换代。随着PLC 技术安全性能的逐渐提高，已经成为设备结构的重要组成部分。为此，相关单位和部门都加强对PLC技术的研究，以期能够达到更多的要求，满足更多的需要。

1.2 PLC 技术的基本原理

PLC 技术是有多部分配合组成，一般情况下有3 个主要环节，即输入环节、执行环节和输出环节。

（1）输入环节。PLC 技术采用的是扫描方式进行数据采集，按照顺序方式对所需要的数据进行输入，并将这些数据储存在相应的控制单元中，等待进行数据处理。在等待数据处理的过程中，新的数据不断产生。新数据与原数据之间存在着一定的时间差距，为了保持这种时间差距不变，就需要对时间差进行控制，方便数据的采集和处理。

（2）执行环节。在这个环节中，可编程控制器发挥了主要作用，对采集的数据进行完整扫描，使数据全部读入到程序中，然后按照可编程控制器中原有的程序对数据进行运算处理，然后得出相应的结论。通过与原有数据的比对，两者相符合后，就可以确认为命令已经执行。

（3）输出环节。在完成前两个环节之后，进入第三个环节输出环节。输出环节主要是将数据输送到输出锁存器中，然后通过输出模块输出指令，通过动作元器件来完成对设备的控制，同时将数据进行刷新，进行下一个新的数据处理循环。

1.3 PLC 技术的基本特点

（1）功能完善。PLC 产品具有一定的数据计算能力以及逻辑计算能力，在长期应用过程中，性能较为稳定，同时由于产品进行了长时间开发，产品种类较多，能够满足工业自动化的多种要求。

（2）性能稳定。PLC 产品在发展的过程中不断运用新技术，采用较为可靠的整体技术，特别是大规模集成电路的广泛应用，使PLC 产品的技术等级有了很大的提高，对于各种干扰有较强的抵抗能力，同时还具备故障自检功能，能够在发生故障时提出相应的预警，这将为系统运行提供有效的安全保障，从而使自动化运行更加平稳安全。

（3）操作简单。PLC 产品的编程技术较为简单，多数采用梯形图语言，因此，在操作时内容更加直观，使操作人员能够较快地掌握PLC 的编程技术，同时也增加了PLC 产品的可维护性，满足工业自动化生产的要求。

2 PLC 技术在工业自动化控制上的应用

2.1 过程控制

PLC 在工业自动化控制过程中，可以对模拟量进行控制。这些模拟量主要包括电流，电压，温度等，通过对这些变量的分析，能够有效地对整个过程进行控制。就是基于这个特性，在自动化过程中设置各种变量，通过用户设定的数值来执行相应的指令，从而完成循环控制。

2.2 信息控制

在自动化生产的过程中，会产生大量的数据，对这些数据进行有效的处理，将会大大提高自动化生产的效率。PLC 在工业自动化控制的过程中，主要是利用其数据处理功能来实现信息控制。为了能够更好地进行数据控制，就需要PLC 产品对于生产过程中的数据进行有效地采集处理。不仅如此，随着计算机技术及通信技术的引入，PLC 产品在处理数据时提供了更加有效及时的反馈，能够对原始数据进行更深入分析，便于继续提高自动化管理水平。

2.3 逻辑控制

PLC 技术可以实现一些逻辑控制功能，这样可以较好地融入到自动化管理。PLC 技术可以实现对于数字的控制。在自动化生产中，通过开关设计，可以将PLC 技术融合其中，从而实现一点或多点控制，这样就能够按照自动化要求来完成生产。PLC 技术还能实现顺序控制和逻辑控制。这样在自动化生产中，可以按照生产顺序逐一完成生产工艺，并且可以根据需要，按照既定的程序进行调整，使整体上能够保持协调一致，从而使自动化水平不断提高。

2.4 生产控制

在自动化生产中，由各种动态生产环节共同组成的生产系统。在这个系统中，由于生产的需要，会有很多相关的运动环节。各个运动环节属于不同的系统中，这样就会形成较为复杂的生产系统。为了能够使整体生产受到控制，降低对生产的管理难度，就需要对整个生产过程进行有效地控制，使其能够达到精准运行的目的。在此期间，PLC 控制技术就发挥了作用。PLC 控制技术可以使整个生产系统具有较高的适用性和灵活性，这样就可以完成生产系统的运行。即便是在要求较高的尖端工业领域，PLC 控制技术依然能够发挥较为稳定的作用，这样就为生产控制打下了坚实的基础，保障了生产过程全面受控，对于生产企业来讲，可以充分发挥自动化生产的巨大作用，同时也能够降低管理难度，增加经济效益。

2.5 远程控制

由于PLC 技术广泛联系计算机和现代通信技术，这样在PLC控制技术上可以实现远程控制，不仅可以让PLC 与控制中心相联接，同时也可以和其他PLC 进行连接，形成PLC 控制网络，从而实现远程同步控制，满足现在生产中的同步要求。这样对于自动化生产有着重要意义，可以对发现的问题及时进行处置，同时也可以迅速调节生产能力，使生产安全受控，满足企业生产的需要。

3 PLC 技术在工业自动化控制上存在的问题及解决方法

3.1 PLC 技术存在的问题

（1）物理状况的制约。PLC 技术使用的电子元器件受到物理因素制约较多，主要有温度、湿度、电源、振动等。这些因素严重的制约着PLC 技术的应用范围。如PLC 工作温度一般在0～55 ℃，在一些极端情况下，PLC 的使用受到限制，影响了性能的发挥。因此，还需要在使用条件上扩大范围，增强产品的物理承受能力，增加对于环境的适应能力，使其能够扩大使用范围，满足更多环境的需求。

（2）兼容情况的局限。由于PLC 生产厂家众多，所生产的PLC 产品功能各不相同，即便是在功能相同的情况下，也会出现标准不统一的问题，由于PLC 系统的自我封闭性，就会产生如使用不同的总线，不同的通信协议，以及不同的结构等，这样容易造成兼容情况差的局面，严重影响PLC 产品的推广和应用。不仅如此，各个厂家的编程语言各不相同，产品维护时也会产生额外的压力，从而影响PLC 产品的使用。

3.2 PLC 技术问题的解决方法

（1）加强PLC 产品的设计。PLC 产品设计的过程中，要不断采用新材料和新技术，加强产品质量控制，突破产品的物理极限，这样才能够为PLC 产品提供更广阔的使用空间。要突出PLC 产品的特质化。在满足绝大部分客户要求的同时，要针对特殊客户开发特质产品，这样才能够满足更大市场的需求。随着材料水平的提高，以及通信技术的深入应用，特别是5G 技术的推广应用，PLC 产品还有更大的提升空间，在功能上会更加多元化，在设计上更趋于合理，在产品上更加新颖独特，能够为企业创造更多的经济效益。

（2）提高PLC 产品的兼容性。重点规范PLC 产品的工业化标准，使标准尽量统一，增加产品的通用性，这样能够提高产品的使用效率，降低企业的使用成本。同时，要对PLC 产品的编程软件标准进行修订，采用更加先进的编程语言，使编程语言更加易于维护，并且使编程语言更加丰富，从而提高PLC 产品的性能，为工业自动化生产提供强有力的技术支撑。要根据计算机技术以及通信技术的发展，增加PLC 产品的技术储备，提高产品的竞争能力，继续为工业转型计划提供产品保障。

4 结束语

PLC 技术还是一项持续发展的技术。随着各个工矿企业对于该技术的研究深入，会出现各种各样的PLC 产品，不断满足工业自动化领域的需求。在保证控制质量稳定、生产效率提高、产品品质提升的前提下，PLC 产品会产生更大的经济效益，从而为企业发展提供更多便利的条件。