郭 杰（天津三星電子有限公司,天津 300462）

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PLC在工業(yè)自動化控制領域中的應用及發(fā)展

郭 杰
（天津三星電子有限公司,天津 300462）

摘 要：PLC在工業(yè)自動化控制領域中占有重要地位，本文對PLC的構造與功能進行了簡單的介紹與分析，進而對PLC在工業(yè)自動化控制領域中的應用與存在的問題進行了分析研究，最后分析了PLC在工業(yè)自動化控制領域中未來的發(fā)展方向。

關鍵詞：PLC；工業(yè)自動化；控制領域

1 PLC的簡述

隨著科技的迅速發(fā)展，PLC在工業(yè)自動化控制領域中已經(jīng)成為了主流控制設備，PLC即可編程控制器的英文名稱縮寫，PLC在處理模擬量、人機接口、數(shù)字運算等方面的功能十分強大，在工業(yè)自動化控制領域中應用十分廣泛。PLC作為一種數(shù)字運算電子系統(tǒng)具有抗干擾能力強、維修簡單方便等優(yōu)點，在工業(yè)自動化控制領域中深受歡迎，同時，PLC在控制現(xiàn)場實時監(jiān)控的高可靠性以及編程的簡單快捷也使它在工業(yè)領域中得到了廣泛應用。同時，隨著科技的快速發(fā)展，PLC的控制功能也會朝著過程控制、連續(xù)控制等更加可靠的方向發(fā)展進步，這也會更好地促進PLC產(chǎn)業(yè)成為工業(yè)自動化控制領域中的支柱性產(chǎn)業(yè)。

2 PLC的構造和功能

（1）PLC的構造。PLC主要是由電源、接口電路、I/O電路、CPU以及存儲器等部分組成的。電源包括掉電保護、備用電源等部分。I/O電路中，相對于系統(tǒng)的輸出電路，可以放大PLC輸出結果和轉化電平，相對于系統(tǒng)的輸入電路，可以隔離輸入信號和轉化電平。CPU是中央處理器的英文名稱縮寫。存儲器的主要功能是存儲信息，可以存儲系統(tǒng)與程序上的部分數(shù)據(jù)信息。

（2）PLC的通信功能。隨著計算機領域科學技術的快速進步與發(fā)展，PLC的通信功能也開始在工業(yè)自動化控制領域中被廣泛應用起來，通信功能得到了高度重視。PLC通信功能包括，PLC與PLC之間的相互通信、PLC與其他智能電子設備之間的通信。PLC可以進行數(shù)據(jù)分析與傳遞，通過其他智能設備或PC來進行數(shù)據(jù)處理，這是PLC通信功能的獨特優(yōu)點。

（3）PLC的特點。PLC有著3個最明顯的特點。首先是通信協(xié)議上的統(tǒng)一，PLC使用國際標準通信協(xié)議，不同公司生產(chǎn)的設備也可以相互連接起來，為用戶提供了極大的便利，同時PLC的開放性也促進了PLC產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。其次是PLC與現(xiàn)場總線的密切結合，現(xiàn)場總線與PLC的關系十分密切，因為大部分現(xiàn)場總線都是由PLC的生產(chǎn)廠家開發(fā)生產(chǎn)出來的。最后一個特點是通信程序編寫設計簡單靈活，使用的時候通信協(xié)議僅僅編寫計算機一端就可以了，PLC可以進行自動的接受與發(fā)送。為了能夠減少使用者編寫通信協(xié)議的工作量，有的公司還特意設計了專門的計算機和通信軟件。

3 PLC在工業(yè)自動化領域中的應用

（1）開關量控制。PLC具有可靠性高、維修簡單方便、運行速度快等多個優(yōu)點，不僅節(jié)省下許多人力和時間，同時又保證了工作的質量，避免了線路冗雜、維修困難的問題。PLC的自動開關量控制可靠性非常高，它對系統(tǒng)工作的控制是通過中間繼電器實現(xiàn)的，同時結合順序繼電器的公式進行設計，然后畫梯形圖，進行模擬仿真檢查，保證了控制的可靠性與穩(wěn)定性。

（2）模擬量控制。PLC可以根據(jù)對象的特點靈活組裝成系統(tǒng)，功能齊全，控制穩(wěn)定可靠。PLC有CPU模塊、I/O電路模塊、位置模塊、模擬量控制模塊等多個模塊。PLC模擬量控制模塊使得PLC實現(xiàn)了過程控制、儀表監(jiān)控的功能。PLC模擬量控制模塊的應用使得PLC過程控制的精度得到很大提高，它可以對熱處理的溫度進行十分精準的控制，為熱處理的過程控制與維護帶來了極大便利，在原來的儀表控制系統(tǒng)基礎上有了巨大進步。

（3）電動機變頻調(diào)速控制。PLC與變頻器是可以同時使用的，便于對電機的運行與速度進行控制。在PLC與變頻器之間加上電壓平滑電路，然后通過控制時間影響轉速，轉速與時間成正比關系，輸出脈沖周期的大小會影響到輸出電壓紋波的數(shù)值。

4 PLC在工業(yè)自動化領域中存在的問題

PLC目前最大的問題是軟硬件體系上的封閉，專用總線、通信協(xié)議、公司結構的不統(tǒng)一帶來的兼容性差的問題，極大地影響了使用者的便利。雖然國家發(fā)行了行業(yè)統(tǒng)一規(guī)范標準，但問題仍未得到徹底性的解決。

同時PLC的適應性還不夠強，在一些特殊的工業(yè)環(huán)境中，PLC設備的功能還是會受到影響，影響常規(guī)的工作。PLC對溫度有著嚴格要求，不能接受陽光的直射，同時旁邊如果有高溫的儀器設備也會對PLC的工作產(chǎn)生影響，需要注意避免或者加上散熱設備。同時PLC對空氣濕度也有一定的要求，應保證空氣濕度不能過高。PLC對震動也有一定要求，需要保證穩(wěn)定科學的工作環(huán)境，有必要采取一定的防震、減震措施。

5 PLC未來的發(fā)展方向

PLC在工業(yè)自動化控制領域中雖然存在著一些問題，但PLC的未來發(fā)展前景依舊十分廣闊。PLC在工業(yè)自動化控制領域中主要有3個發(fā)展方向。

（1）種類豐富。PLC在設計、產(chǎn)品、功能等多個方面都有廣闊發(fā)展前景等待開發(fā)。隨著市場經(jīng)濟的飛速發(fā)展，PLC為了能夠適應市場需求，自身的種類也會逐漸豐富起來。 PLC的種類更加齊全豐富的同時，也會為使用者帶來更多的方便。

（2）高速度、大容量。由于高速度、大容量的市場需求，PLC對計算能力也會進行深層次的升級。PLC控制系統(tǒng)在不遠的將來會更加廣泛地運用到工業(yè)領域中去。

（3）編程語言高級化。隨著控制領域對PLC編程邏輯復雜程度的需求不斷發(fā)展，PLC編程語言朝著高級化、多樣化的方向進行開發(fā)也是必然的發(fā)展趨勢。

6 總結

本文簡單地介紹了PLC的結構組成與功能特點，PLC是目前最先進的工業(yè)自動化控制設備，有著獨特的構造。同時本文對PLC的應用進行了分析研究，闡述了PLC的功能并分析了目前仍存在的一些問題，最后對PLC在工業(yè)自動化領域未來的發(fā)展趨勢進行了分析研究，希望能夠促進PLC在工業(yè)自動化領域中更好的發(fā)展進步。

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DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.025

作者簡介：郭杰（1981-），男，天津人，研究方向：自動化。