王貴宇(青島瑞普電氣股份有限公司 266111)

一、PLC控制系統(tǒng)概述

PLC（可編程控制器）是Programmable Logic Controller的簡(jiǎn)稱(chēng)，其實(shí)一種數(shù)字運(yùn)算與操作的控制裝置。PLC集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)與通信技術(shù)于一體，是替代傳統(tǒng)繼電器所發(fā)展起來(lái)的電子系統(tǒng)。PLC的了開(kāi)發(fā)為實(shí)現(xiàn)工業(yè)環(huán)境中單臺(tái)設(shè)備控制到工廠(chǎng)整體流程的自動(dòng)化。PLC的優(yōu)勢(shì)在于編程簡(jiǎn)單、組裝靈活、體積小、抗干擾能力強(qiáng)等，并且隨著軟件、硬件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC的編程過(guò)程也不斷簡(jiǎn)化，同時(shí)性能以及系統(tǒng)的開(kāi)放性也得到了增強(qiáng)。如今PLC被廣泛地用于造紙、機(jī)械制造、輕工、化工、冶金等相關(guān)的領(lǐng)域。PLC的應(yīng)用極大推進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)程與發(fā)展，是現(xiàn)代工業(yè)控制中的支柱。

二、PLC在自動(dòng)化控制過(guò)程中的應(yīng)用

PLC實(shí)質(zhì)上是一種專(zhuān)門(mén)用于工業(yè)控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，其硬件的結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)基本相同，目前其主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面。

1.開(kāi)關(guān)量的控制

PLC的本質(zhì)為用定義的虛擬繼電器與替代機(jī)械的繼電器，因而其用于開(kāi)關(guān)量控制非常合適，PLC開(kāi)關(guān)量的控制在工業(yè)自動(dòng)化控制當(dāng)中的應(yīng)用具體有以下幾個(gè)方面。PLC開(kāi)關(guān)控制實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)順序與邏輯的控制，其開(kāi)關(guān)控制有速度快、接線(xiàn)簡(jiǎn)單、維修操作方便等特征，反映迅速并且不會(huì)對(duì)器材造成損失。

PLC開(kāi)關(guān)應(yīng)用對(duì)于系統(tǒng)質(zhì)量有著很大程度的提升，有效地節(jié)省了人力與時(shí)間，同時(shí)也能夠防止系統(tǒng)線(xiàn)路不易被修改的問(wèn)題，但其應(yīng)當(dāng)按照PLC的系統(tǒng)順序控制的公式進(jìn)行設(shè)計(jì)，按照模擬仿真對(duì)系統(tǒng)控制的設(shè)計(jì)規(guī)范與合理進(jìn)行檢查。此外，PLC的開(kāi)關(guān)控制如今不只用于工業(yè)自動(dòng)化當(dāng)中的單臺(tái)設(shè)備控制，也用于多機(jī)群的工業(yè)自動(dòng)化流水線(xiàn)控制。

2.模擬量控制

按照控制對(duì)象的特征，PLC以控制對(duì)象的特征作為模板，通過(guò)對(duì)其功能模塊的合理組裝，使得組裝后的系統(tǒng)控制功能更為完善，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的靈活控制。具體的組成模塊有主機(jī)模塊、高速計(jì)數(shù)與模擬量模塊等，模擬量控制模塊對(duì)控制系統(tǒng)的精確系數(shù)有著很大程度的提升，突破了以往的儀表控制系統(tǒng)維護(hù)的局面。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，溫度、壓力以及流量等連續(xù)變化的模擬量較為常見(jiàn)，通過(guò)A/D或者D/A轉(zhuǎn)換可以得到相應(yīng)的模擬量，從而保證編程器對(duì)得出的模擬量進(jìn)行完善的處理，而PID調(diào)節(jié)則是閉環(huán)控制系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用較多的一種調(diào)節(jié)方式。

3.系統(tǒng)過(guò)程與運(yùn)動(dòng)控制

PLC的系統(tǒng)控制是指連續(xù)過(guò)程的控制與離散過(guò)程的控制，其具體的過(guò)程控制也是按照系統(tǒng)的模擬量來(lái)工作，使系統(tǒng)參數(shù)按照要求良好運(yùn)轉(zhuǎn)，如今這種PLC主要用于冶金、化工、熱處理等場(chǎng)合。PLC的運(yùn)動(dòng)控制主要指能夠?qū)I(yè)加工要求中的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行有效的控制，并且可以通過(guò)系統(tǒng)的脈沖量對(duì)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，由于脈沖控制的位移量較小，因而運(yùn)動(dòng)控制的控制精確度非常高，如今這種PLC的控制主要用于我國(guó)電梯、機(jī)械以及機(jī)床等場(chǎng)合當(dāng)中。

4.分散控制系統(tǒng)

分散控制系統(tǒng)當(dāng)中每一個(gè)控制的對(duì)象都對(duì)應(yīng)著一臺(tái)PLC，這些可編程序控制器通過(guò)信號(hào)的傳遞來(lái)進(jìn)行內(nèi)部響應(yīng)的控制。分散控制系統(tǒng)具體采用了多臺(tái)機(jī)械生產(chǎn)線(xiàn)的控制系統(tǒng)，不同的生產(chǎn)線(xiàn)之間進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)連接。由于控制對(duì)象之間由不同的PLC進(jìn)行控制，因而一旦其中一臺(tái)PLC出現(xiàn)問(wèn)題，也不會(huì)對(duì)其他的機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生影響。而隨著PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷提升，PLC也可承擔(dān)起底層的控制任務(wù)。

5.通信及聯(lián)網(wǎng)控制

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展使得工廠(chǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)也得到了飛快的進(jìn)步，PLC的生產(chǎn)與制造的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于其通信功能非常的重視，如今PLC都有著通信接口，方便數(shù)據(jù)通信等相關(guān)的功能，多種通信接口使其有著很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)通信能力，通過(guò)通信交換數(shù)據(jù)相互操作，再加上聯(lián)網(wǎng)的控制，參與通信的PLC可以達(dá)到一定的規(guī)模，乃至不受限制。并且PLC同智能的執(zhí)行裝置連接成設(shè)備網(wǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，形成遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，既能夠簡(jiǎn)化硬件維護(hù)與接線(xiàn)，同時(shí)又提升了控制的能力。

三、PLC的發(fā)展趨勢(shì)

如今PLC的不斷發(fā)展促進(jìn)了PAC的出現(xiàn)，PAC不僅能夠?qū)崿F(xiàn)順序控制等功能，也能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制、傳動(dòng)控制、批處理等功能，有著很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信能力，工廠(chǎng)自動(dòng)化當(dāng)中僅利用PAC就能夠?qū)崿F(xiàn)所有的控制功能。 從現(xiàn)在的發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC將有著更為廣闊的發(fā)展空間，越來(lái)越多的新技術(shù)成果將被用于PLC的制造與設(shè)計(jì)當(dāng)中，PLC將會(huì)朝著智能更強(qiáng)、速度更快、儲(chǔ)存量更大的方向發(fā)展。而從規(guī)模發(fā)展來(lái)看，PLC將會(huì)向超大型與超小型的方向發(fā)展，通信設(shè)備將會(huì)更為完善，人機(jī)界面也會(huì)更為完美，能夠適用于各種不同工業(yè)控制場(chǎng)合需求。此外隨著控制系統(tǒng)的精確化程度的提升，PLC編程語(yǔ)言也會(huì)相應(yīng)的提升，朝著多樣化以及高級(jí)化的方向發(fā)展，PLC也將不斷地增加產(chǎn)品的類(lèi)型，應(yīng)對(duì)不同市場(chǎng)的需求，從而帶動(dòng)更大的市場(chǎng)，促進(jìn)PLC的發(fā)展，使其在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮著更大的作用。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，如今PLC得到了極為廣泛的應(yīng)用，并逐步成為了我國(guó)自動(dòng)化控制當(dāng)中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。PLC的應(yīng)用將朝著高速、大容量以及高級(jí)化方向不斷發(fā)展，其應(yīng)用功能將不斷完善來(lái)滿(mǎn)足工業(yè)自動(dòng)化的需求。PLC在工業(yè)領(lǐng)域的作用應(yīng)當(dāng)保持不斷的提升，從而在現(xiàn)代化工業(yè)進(jìn)程當(dāng)中發(fā)揮出更大的效用。

[1]李世發(fā).PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].信息通信,2011，04.

[2]曾鵬，傅貴興.PLC技術(shù)在自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2012,11.

[3]王起.論P(yáng)LC、單片機(jī)、工控機(jī)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的應(yīng)用及選用方法[J].廣西輕工業(yè)，2011，05.