PLC在工业自动化控制领域中的应用及发展管北

PLC在工业自动化控制领域中的应用及发展管北

管北

山东工程技师学院山东聊城252000

摘要：近年来，随着我国经济的快速发展，PLC技术应用越来越广泛。而PLC在工业自动化领域中的应用是计算机技术与工业生产融合的重要标志。随着计算机技术的成熟和发展，PLC在工业自动化中的应用种类和应用范围也越来越广，PLC将作为自动化生产中重要的系统控制器，在自动化生产发展中起到重要作用。而对于PLC在自动化领域中的应用及发展，需要首先从PLC的系统功能探究出发，才能够更加了解PLC在自动化生产中的应用，进而更加明确PLC及自动化技术未来的发展方向。

关键词：PLC;工业自动化控制领域;应用;发展

引言

随着我国科学技术不断发展，自动化技术在工业生产中的应用愈加广泛。PLC技术作为计算机技术发展的衍生品，为了能够全面提高工业生产质量，加强PLC技术的应用有着重要意义。文中介绍了PLC技术，探究PLC技术在工业自动化控制领域的应用，提出了PLC在工业自动化领域的发展前景。

1PLC的概述

PLC（ProgrammableLogicController），全称可编程控制器。主要用于工业过程控制，实现自动化完成。PLC包括输入中央处理器模块、输出模块、通讯模块等，输入模块相当于是一个收集作用的外部信息感官，工业过程中输入模块就是把一些需要的状态、各种物理信号、位置型号等不停地采集他们的状态，我们称之为收集系统条件信号，CPU中是保存着我们写的完成特殊任务的程序，它一直不停地循环运行，运行程序中就包含输入模块的信号作为条件，而以这些条件结合程序就会有结果出来。这些结果就会通过输出模块输出信号控制现场的设备动作，或者在上位机画面上显示数据等。总之，PLC集计算机技术、通信技术、自动化控制技术于一体是一种数字运算的可编程逻辑控制器。PLC的结构：PLC主要由以下几个方面构成：①电源：在系统中起着非常重要的作用，一般交流电压波动在+10%（+15%）范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。②CPU：即中央处理单元，是PLC的控制中枢，对整个装置的控制起着很重要的作用。③存储器：存放系统软件。④输入输出接口电路。⑤功能模块：包含定位、计数等作用。⑥通信模块。PLC的工作原理：当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。PLC的特点：①功能丰富：有控制、编程、运算、通讯、诊断等功能，还可以建立人机界面，进行信息交换。②使用方便：主要体现在配置、安装、编程、维修、改用等方面极其方便。③工作可靠：PLC在软件和硬件方面都采取了许多措施，确保它能可靠工作。④经济合算：尽管投资较大，但是PLC的体积小，所占空间少，所需要的辅助设施的投入少；还有运行费、维修费等费用少，从长远来看，PLC的经济效益还是很合算的。

2PLC系统的应用

2.1开关量控制

PLC控制系统对于指令操作或控制计算采用的是开关逻辑电路的方式进行控制，在工业自动化控制领域中，对于设备运行的模拟仿真检查有着重要要求，PLC控制系统的开关量控制能为设备的操作带来可靠性，避免人工在工艺检查过程中相对繁琐且误差较大的操作。

2.2系统集中控制

除了能够实现自动化控制模式，系统自身也要受到PLC控制，如可以监控整个生产系统的故障问题，并在显示器上显示等。PLC对系统集中控制主要是以逻辑错误检测和时限故障检测实现的，也就是在系统中设定阈值，如果运行数据超出阈值，则判定为错误检测，从而自动化进行调整。在机床生产加工当中，每个生产流程都是按照编程内容循环工作，在检测工步环节中设置启动定时器，可以实现错误、故障报警以及自动生产等功能。通常实际动作时间相比定时器要更短一些。电控系统当中的信号传递都有一定的逻辑关系，这是因为这种逻辑关系在产生故障问题时会被损坏掉，因此故障分析就是根据之前设定的阈值，并采用逻辑判定故障程序进行分析。

2.3信息控制

通过信息控制来实现PLC的数据处理功能。在控制信息的时候，为了将信息自动化控制的目的予以实现，会收集、储存、整理和输出生产用户的信息，同时，还有数据分析的能力存在于此项功能中，随着信息时代的到来，将新的信息属性也赋予到了PLC中，来完成控制工作，此外，在实现控制信息的过程中，也意味着在信息化功能方面PLC的成功转化。

2.4变频调速控制

在PLC系统运行当中，可以将变频器和PLC系统接口进行连接，这样即可让PLC系统操控变频器，实现电机调速控制功能。把电压平滑电路加入到PLC、PWM当中，通过PWM指令中的参数设置功能即可控制转速，参数与转速成正比，所输出的电压波纹也会直接受到不同大小脉冲周期的影响。

2.5位置控制

在工业自动化控制系统中位置控制十分重要。位置控制可以通过ＰＬＣ系统得以实现，例如工业生产中定点搬运控制、主轴精度控制等。在实际使用中，在控制电机时ＰＬＣ会发出脉冲，由于是系统编程控制，因此脉冲位置固定也就确定了生产精度，也可以轻松实现位置控制。

3发展趋势

PLC控制系统在工业自动化控制中的发展首先需要对存在于现阶段生产过程中的问题进行完善和解决。在工业自动化生产中，生产环境较为恶劣，这对于PLC这类的电子元件并不友好，由于温度和湿度过高导致的控制系统电路受损将影响整个生产运行操作，加工过程中一些重型设备在运行时造成的巨大震动也会对控制系统模块造成影响。因此，PLC控制系统的发展趋势应当对控制系统的电路模块材料性能进行优化改良，设置一些保护装置来对电路模块进行保护从而降低在使用过程中出现的故障和损坏。另一方面，PLC控制系统的未来发展趋势应根据工业自动化的市场需求来对PLC控制系统产品进行定制设计，为自动化控制提供更多的服务功能和产品种类，未来发展中生产流程将更加庞大生产工艺将更为复杂，因此对于PLC的中央处理器运算速度和存储器的容量也将得到进一步的扩充和升级。面对工业自动化控制的普及，复杂高深的编程并不能适应于未来的工业生产，PLC的发展方向应重点围绕着模块化编程方向进行改良和重新设计，通过自定义模块在PLC控制系统中的安装将降低生产设备对操作人员编程专业知识的要求。

结语

通过文章上述内容的研究与分析，对工业自动化控制中应用PLC进行了充分的了解与认识，并且对于其为来的发展趋势也做了一个有效的规划。旨在为进一步促进我国工业自动化的发展提供有一定的推动作用，进而满足社会和人们不断扩大的需求。

参考文献

[1]王林.化工自动化系统中PLC控制系统的应用分析[J].煤炭技术，2018(12).

[2]郭立银.关于PLC在工业自动化控制领域中的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2017(15).

[3]纪伟.对工业自动化计算机应用产业发展的探讨[J].城市建设，2018(33).

[4]石俊祺.基于PLC技术的工业自动化控制研究[J].硅谷，2018（1）.

[5]刘明.PLC在工业自动化控制中的应用[J].江苏科技信息，2017（11）.