基于PLC控制技术在工业自动化中的应用研究

武兰江，王丽艳，李黎

（大连装备制造职业技术学院，辽宁 大连 116000）

基于PLC控制技术在工业自动化中的应用研究

Application of PLC based control technology in industrial automation

武兰江，王丽艳，李黎

（大连装备制造职业技术学院，辽宁 大连 116000）

可编程控制器（PLC）是以计算机技术、通信技术、自动控制技术等多项高新技术为基础，所发展起来的新一代工业自动化控制装置。近年来，PLC控制技术在我国各个工业自动化领域中得到了越来越广泛的普及与应用。本文从PLC控制技术的概念及特点出发，并着重就PLC控制技术在工业自动化领域中的具体应用进行了研究与探索。

PLC控制技术；工业自动化；应用

随着数字通信技术、计算机技术、微处理器技术的飞速发展，计算机控制已拓展与延伸到几乎所有工业控制领域。

目前，用于工业控制的计算机技术主要包括：PLC控制技术、基于单片机的测控装置、基于PC总线的工业控制计算机、现场总线控制系统（FCS）以及集散控制系统（DCS）等等。其中，PLC控制技术是在工业自动化领域中，应用广泛，使用方便和功能强大的一种通用型工业控制化技术，它已成为了现代化工业生产的重要支柱之一。

1 PLC控制技术的产生及发展

PLC（Programmable Logic Controller），最初源于20世纪60年代的美国汽车制造业。当时是为了尽可能的减少重新设计继电器控制系统以及接线所需的费用与时间，在1969年研制开发出了世界上第一台可编程控制器，并在GM公司的汽车生产线中获得了成功应用。随着近年来生产工艺和科学技术水平的进步，PLC控制技术的应用领域正不断延伸与扩大。当前，PLC控制技术不仅可用于开关量的控制，还用于模拟量以及数字量的控制。

目前，PLC控制技术已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工、食品等多个工业生产领域当中。

2 PLC控制技术的应用特点

2.1 功能完善、适用性强

随着PLC控制技术的不断发展与完善，除了原有的逻辑处理功能以外，还具备完善的数据运算功能，并形成了大、中、小各种规模且配套齐全的系列化产品，适用于各类工业自动化控制场合。

2.2 可靠性高、抗干扰性强

PLC控制技术普遍采用了现代化大规模的集成电路技术，其生产与制造工艺严格，内部电路也采用了先进的抗干扰技术，对外部干扰有着很强的抑制与减弱功能。同时，PLC还具备了硬件故障的自动检测功能，当故障问题发生时能及时发出报警信号，提高了应用过程中的可靠性。

2.3 易学易用，便于掌握

PLC编程采用专业化梯形图编程，具有形象直观、简单易用的特点，很容易被工程技术人员理解与掌握。

3 PLC控制技术在工业自动化中的应用

3.1 PLC控制技术的总体应用

通常而言，工业生产过程主要可划分两种类型，即连续型生产过程（如冶金工业、化学工业等）与离散型生产过程（如机械制造业等）。其中，连续型生产过程的生产对象是连续的，也是不分件的；而离散型生产过程为生产离散型的，是单件的。由于PLC控制技术所具备的可靠性高、抗干扰性强、改造方便等特点，且控制的规模又可大、可小，所以在这两种类型的生产过程中都有其用武之地。而且随着近年来PLC控制技术中各种功能模块的大量出现，其控制方向正逐渐向着标准化、模式化的方向靠近，使得PLC控制技术在位置控制、过程控制、计算机数控（CNC）等各种工业自动化控制领域都有着广泛的应用。

3.2 用于开关量的控制

开关量的逻辑控制，是当前PLC控制技术在工业自动化中应用最为广泛的领域，主要用于取代传统的继电器的顺序控制。PLC控制技术对于开关量的控制能力是极强的，所控制的输入点数，能多达几百、几千，甚至上万点。利用PLC的联网通信功能，其输入点数的控制几乎完全不受限制。同时，PLC在开关量控制中所涉及的逻辑问题也是多样的，包括组合逻辑问题、时序逻辑问题等等，均能有效加以控制。同时，PLC控制技术系统硬件结构与软件程序都便于改变与修改，在必要时还可根据生产需要编写多套程序软件，按照需要进行调用，使用非常灵活方便。因此，PLC控制技术非常适用于当前工业生产中多种工况、多种状态开关量变换的控制需要。

3.3 用于模拟量的控制

工业生产中，如电流、电压、流量、速度、压力、温度等参数均是模拟量，其参数值往往是连续变化的。因此在实际工业生产中，尤其是一些连续型的生产过程中，必须加强对这些模拟量的有效控制。当前，PLC控制技术主要通过模拟量与数字量之间A/D、D/A单元来实现有效转换，并利用PID功能模块实现模拟量的控制。目前，PLC控制技术不仅可实现大型、中型机的模拟量控制，在小型机上也同样可以实现。其中，A/D单元主要是将外电路中的模拟量转换为数字量，然后传输到PLC控制系统中；D/A单元则是将PLC控制系统中的数字量转换为模拟量，再传输到外电路中，并利用PID功能模块以实现对各类工业设备的参数控制，从而有效保证了工业生产的连续性与安全性。

3.4 用于运动量的控制

PLC控制技术在工业生产中运动量控制中的应用，主要是利用专业的运动控制功能模块，对直线运动或圆周运动的位置、速度加以有效控制，从而实现对各种设备单轴、双轴以及多轴的位置控制，使其能准确移动到目标位置，并保证了在运动过程中设备移动更加平滑、可靠。当前，PLC各种新型产品中几乎都包含有运动量的控制功能，并被广泛应用于数控机床、成形机械、装配机械等多个工业场合当中。

3.5 用于数据处理

当前PLC各类新型产品中，都普遍具有数学运算数据传输、数据转换、数据排序以及查表、位操作等多项数据功能，从而实现对工业生产中各项数据信息的有效的分析与处理。随着PLC控制技术及功能的不断发展与完善，其数据存储区域正越来越大，它不仅具有对日常生产数据的存储与管理功能，而且还可以将采集到的生产数据与存储区域中的参考值进行相互对比，从而纠正偏差，完成控制操作。同时，PLC控制系统还可以配置打印机或者与其它计算机联网通信将数据进行打印制表，以便于数据的读出与处理。

3.6 用于联网通信

PLC控制技术具有极强的联网通信功能，它主要包括了PLC与PLC之间联网通信、PLC与上位机之间联网通信，以及PLC与智能设备（数控装置、变频设备等等）之间联网通信这三种。PLC控制系统不仅能与计算机系统直接通过处理单元、通信转换单元相连接构成网络，有效实现工业生产信息数据之间的实时交换，而且还能构建出“集中管理、分散控制”的多级分布式控制系统，以满足当前工业自动化系统不断发展的需要。

综上，PLC控制技术中的各类控制功能，通过软件程序改变即可实现，只需要改变相应程序设计以及改动少量的接线端子，就可以重新适应生产工艺的改变，在灵活性、可靠性、安全性以及设计、安装、维护等多个方面都具有显著的技术优势，值得在工业自动化领域中大力普及与应用。

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TP273

1009-797X （2015） 18-0100-02

A

10.13520/j.cnki.rpte.2015.18.038

武兰江（1981-），女，研究生，讲师，研究方向为PLC、电力电子。

2015-08-04