基于PLC的过程控制系统

摘要：随着自动化技术的发展，pcl应运而生。本文主要讲述了pcl的原理，优势，功能以及应用。

关键词：PLC；过程控制系统；工业生产

随着科学技术的发展，我国的经济水平也得到了迅猛发展。在工业当中，自动化技术的引入是使得经济飞速发展的一重大因素。尤其是当生产过程中引入了自动化技术，使得生产效率大大提高，工业产品的质量也得到了极大的保证。自动化技术的发展是一个漫长而又有规律的过程，其经历了主要的五个阶段。其中包含：工匠技巧阶段，技术化阶段，理论化阶段，还有系统化和智能化方法阶段。在此当中的自动化机械的加入工业生产的过程，一般是由可编程控制系统编程，也称比例积分微分控制系统，即PLC控制系统。

可编程控制器是一种专门为在工业环境下实现自动化控制而设计的，主要采用计算机控制方式运行，因为它功能强大，操作方便，可靠性高，所以可编程控制器已经成为工业生产自动控制领域广泛应用的自动化装置。

首先，在具有可编程控制系统的控制系统中进行分析，可以利用很多种方法。控制系统的构成中，最基本的包含四个部分：对象，调节器，调节阀，检测变送。而在自动化的设计中，有以下几个步骤：明确基本要求，基本内容（确定控制方案，选型，相关工程内容的设计），基本程序。在复杂的控制当中，有比值控制，均匀控制，串级控制，选择性控制，分程控制系统，前馈控制以及多冲量控制系统等。更先进一些的控制系统有时滞补偿控制系统，解耦控制系统，推断控制系统。

自动控制系统是基于可编程的控制系统，简称为plc。其发展史是：初始阶段，扩展阶段，通信阶段和开放阶段。可编程控制器的特点是：可靠性（硬件的可靠性，软件的可靠性），易操作性（操作方便，编程方便，维修方便），灵活性（编程的灵活性，扩展的灵活性，操作的灵活性，机电一体化）。

工业中是运用数字运算来操作电子系统的，由此PLC控制器因环境应运而生。这也是十分专业的计算机设备。它采用了存储器，并且它是具有可编程控制系统的。用来在系统的内部中，执行存储命令，以及一些算术运算、定时、顺序控制、计数和逻辑运算等操作的指令。并且存储器是通过输入和输出的数字和模拟数量，来控制不同类别的机械或控制系统。

PLC过程控制拥有多种优点：也是因为它拥有较多的优点，所以它可以广泛应用于各种流水生产线上。它的其他的优点主要体现在：1.有着较为成熟的技术水平，使用户使用起来很方便，故可编程控制系统有着比较好的适应性。2.它有很好的带动能力，它可以直接驱动那些耗电量较小的比较小型的交流接触器和电磁阀，并且此控制系统的接线端口全部在引出部位，使用户很方便就可以进行接线操作。3.性价比高，功能强。4.可编程控制系统具有易操作性，例如：操作方便，编程方便以及维修方便。5.相比与电磁继电器PLC设备还有一个更为突出的优点，那就是它的远程控制、集中管理能够通过网络来实现。6.因为技术水平的成熟，设备的简易，使其维修也十分的方便，工作消耗量比较小。7.系统设计工作量非常少。

可编程控制器PLC可实现的主要功能有：开关逻辑和顺序控制，模拟量，通信和信号连锁。其所有的组成部分包括：硬件以及软件。在硬件部分：有基本控制单元（CPU模块，INPUT模块，OUTPUT模块，POWER模块，外围接口模块，扩展模块，外部设备等）。软件部分包含；系统程序以及用户程序。编程的语言有五种方法：指令语句表，梯形图，数字逻辑设计法，状态流程图，高级语言。

可编程控制器的重要的功能包括了：1.开关的逻辑和启停顺序的控制。2.模拟量的控制。3.信号连锁反应。4.通信功能。

基于PLC过程控制的硬件设计：1.基本控制单元。基本控制单元有：主机模块，输入模块，输出模块，外围借口模块。首先，生产方必须知道对方对工艺产品的要求，然后再确定是检测系统内部的哪个生产参数，是直接参数还是间接参数。例如，液位，流量，化学组成，温度，压力等等。而其中的化学组成就比较难以直接测得，故我们可以通过其它参数的测量和计算，来推导出化学组成，这就是间接测量。最后时限对阀门和电动机等其它设备控制。因此，系统I/O有四大类测量点：开关量以及模拟量的输出和输入。

接下来就要进行软件的设计工作。其的最主要的目标是，按照系统的要求将工艺的流程图与梯形图之间进行转化。这是十分关键的问题，在其应用过程中。程序的编写是设计工作中的外在表现。在控制工程的应用中，有着良好的软件设计的思想是十分重要的部分，而其的优秀很大程度上取决于工程技术人员对于系统和系統的理解，掌握、以及调试，维护。

在工业生产中，大多数的流水线生产都是需要自动化设备的，而这些自动化设备基本上都是有PLC控制系统组成的。这是因为PLC以其抗干扰能力强、可靠性高、功能强大、编程简单、能耗低、性价比高、体积小等显著特点，用于逻辑判断、数据采集与处理、输出控制等。

可编程控制器在我们生活中得到了广泛的应用。例如现在几乎每家都在用的洗衣机，电冰箱，电磁炉，空调，电饭煲......可编程控制器的应用越来越贴近我们的生活，极大地提高了我们的生活质量！

另外，可编程控制器在生产领域也有着举足轻重的地位，就拿药品生产的各个环节来说都可以用到PLC。例如，在液体制剂生产过程中注射液的制备，清洗，灌装，封口几个环节运用机械化完成上述步骤，可以使药液始终处于完全封闭的环境状态，可编程控制系统相应结合温度，压力，液位等传感器，从而实现注射剂制备完全密封并保持无菌状态，整个过程中操作方便，控制系统安全可靠，大大提高了生产效率。

可编程控制器在军事方面也取得了迅猛的发展，例如我国的天空一号与神舟飞船对接过程，航空母舰的建造过程，空中无人机驾驶等等。PLC在军事方面的应用极大地提高了我国的军事力量，为我国的强军之路提供了有效帮助，同时也是科技强国的基础。

所以，我们作为当代大学生，更应该努力学习科学文化知识，刻苦专研，为实现我国的伟大复兴而努力奋斗，积极投身于科技创新中，争取在可编程控制领域取得更大的突破，实现伟大的中国梦！

在现代生活中，有很多机器或者是装置应用了自动化装置，例如：空气调节器，电冰箱，洗衣机，电饭煲，还有很多其他的装置。并且在工业生产中还有很多利用自动控制系统来代替或者节省人力劳动的装置。还有，在信息处理，生物系统，以及社会经济系统中也有着自动控制。例如生物个体就是一高级生物钟存在着许多比目前人类可以实现的自动控制系统还要复杂的综合智能自动化系统。例如，37摄氏度是人的体温，而人类可以较为准确的控制此温度，就是有着自己的自动化的反馈系统。

以上便是我个人对自动化控制系统中的可编程控制系统的理解，与阐述。并举了较多生活中应用了自动化控制系统的例子，深入浅出的概述了自动化的应用之广泛。

参考文献：

[1].张生，PLC技术在电气设备自动化控制中的应用，中国电子商情：科技创新，2013.

[2].陈俊健，基于PLC控制的简易淬火机床的设计和制作，数字技术与应用，2017.

[3].高占铎，基于PLC的过程控制，中国科技博览，2017.

作者简介：聂媛媛，出生年月：1995.07.23，性别：女，民族：汉，籍贯（精确到市）：山西省太原市，学历：本科在读，研究方向：药学