PLC在工业自动化中的应用及发展

PLC在工业自动化中的应用及发展

洪嘉汉

洪嘉汉

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摘要：自动化给工业生产使企业的效率与效益同时得到提高，PLC的广泛应用给工业领域带来了变革，在国民经济增长中发挥越来越巨大的作用。下文笔者围绕PLC在工业自动化中的应用及发展进行探究，首先对PLC的种类进行分析再探究其在工业自动化的应用与发展状况。

关键词：PLC；工业自动化；应用；发展

前言

PLC出现以来，为工业提供了更为便捷的技术服务。PLC使运算系统、电子技术、编辑功能等有机地结合起来。PLC自动化技术在工业化生产中的地位越来越突出，故此，有必要对其进行研究与分析。

1.PLC简介

PLC即为可编程的控制器，为一种数字操作和运算的控制装置，在传统继电器基础上产生的，集通信技术、自动控制技术和计算机技术为一体的系统。工业环境设备自动化控制到整个工厂流程的自动化在PLC开发的基础上能够有效的予以实现，抗干扰能力高、体积小、编程简单是它的优点所在。随着软件、硬件的设计及开发，出现了越来越简单的PLC编程，极大的提升了系统和功能的开放性。如今，在化工、轻工、电力和机械制造等行业中都对PLC广泛的进行了应用，有效的推动了现代工业的发展。

2.PLC在工业自动化系统中的应用分析

随着网络信息时代的到来，PLC技术得到迅猛发展，目前，PLC已成为工业控制装置领域中不可或缺的组成部分：

2.1开关量的控制

作为PLC应用的最广泛的功能之一，对开关量的控制主要体现在一下几点：一是逐渐取代的传统继电器，依靠软件编程实现逻辑控制，控制可靠、抗干扰能力强；二是PLC的硬件结构能根据现场工作环境的要求灵活应变，软件编程能根据用户要求实现多组、多套程序的编写；三是适应性好，在单台设备、多台组合设备、自动化流水线以及更大规模的集成系统中都能实现控制。例如对数控机床、机械制造、运输带、包装机械的控制，以及化工系统中各种泵和电磁阀的控制。

2.2运动控制

运动控制，也称位置控制，是指对直线或圆周运动的控制。早期的PLC用开关量I/O模块实现运动控制，现阶段一般使用专用的运动控制模块，以实现模拟量输出、脉冲输出等功能。当前，在机械、机器人、电梯等控制场合均有应用。

2.3模拟量过程控制

现阶段的PLC生产已经实现模块化，比如PLC本身就由CPU模块、存储器模块、I/O模块、通信模块等构成，既能实现对控制系统的准确控制，又能方便自身故障的排查。目前，中、大型PLC都通过模拟量I/O模块等，实现了模拟量的过程控制；部分小型PLC也具有模拟量输入输出功能，如压力、流量、温度等模拟量。PLC的这一功能已经广泛应用于锅炉、恒压供水等方面。

2.4机械加工的数字控制

PLC具有数字运算、数据传输、转换、查表和位操作等功能，可以完成对数据的采集和处理。利用PLC能实现接受和输出高速脉冲的功能，配置相应的传感器和脉冲伺服装置，PLC就能实现数字量的智能控制。如PLC和计算机数控（CNC）装置组合为一个整体，可实现数值控制，组成数控机床，这在机械加工领域扮演着重要的角色。

2.5机器人控制

随着工厂自动化的网络的形成，机器人被使用的范围将会越来越广，许多机器人都用PLC来控制其各种机械运动。如德国西门子公司制造的机器人就采用该公司生产的16位PLC组成的控制装置，一台控制设备可以对具有3～6轴的机器人进行控制，自动处理它的机械运作。

3.PLC在使用中应注意的问题

PLC技术一般不需要采取什么措施，就可以在工业自动化中使用。但是，当一些外在因素的干扰，会对PLC正常使用造成影响。

一是，温度的影响。PLC使用的环境温度应在0摄氏度到55摄氏度，安装时要注意环境温度，不能在发热量大的机器附近或原件下安装，同时要保证通风良好，基本单元之间要间隔一定距离；同时要防止太阳光直接照射，开关柜上要设有通风扇或百叶窗。在北方冬季，要做好御寒工作，保证PLC在规定的温度下使用。

二是，湿度的要求。湿度是PLC元件稳定性的保证，元器件的绝缘性能与空气的湿度有关系，所以，要保证PLC正常使用，就要控制空气湿度在85%以内，保持在无凝露状态下。

三是，震动的影响。PLC工作需要进行防震措施，它所工作的环境要求远离强烈的震动装置，防止震动频率在10-50赫兹的频率，当使用环境不可避免震动现象，那么也应该采取一些减震措施。

四是，空气的影响。PLC使用对空气也提出一些要求，比如避免腐蚀、易燃的气体，避免酸性气味高的气体以及多粉尘、强腐蚀气体的环境。如这些环境不可避免，那么可以将PLC安装在密封较好的控制室或控制柜中，最好再安装空气净化器等设备。

五是，电源的干扰。PLC使用电源为220V，50Hz的交流电，它本身具有较强的抵御能力，一般情况下不需要安装辅助电源设备，但是在电源干扰严重的环境，还需要安装一台带屏蔽层隔离变压器，保证正常电源的输出使用。在输入端使用外接直流电源时，应选用直流稳压电源，防止纹波对PLC接收的影响。

4.工业自动化领域PLC应用前景展望

针对现阶段的发展情况，在工业自动化中尽管对PLC进行了应用，但是，硬件和软件系统的问题在其中还是比较的突出。例如专用通信网络协议、专用总线和各大公司结构不同等情况，都会影响到其兼容性。然而，利用对PLC的震动控制、温度限制和湿度限制能够发现，在工业自动化领域中，PLC在今后的发展中主要会向着以下三个方向迈进：

首先，PLC对产品、功能和设计的多方面发展能够给予实现。在市场经济不断发展的背景下，为了在市场竞争中PLC能够占据一定的位置，也再不断的提升自身的种类，一旦有丰富的产品存在于PLC中，这样就能够将一定的便利为市场需求提供出来。

其次，在高速度和大容量的带动下，对于升级运算能力PLC将会逐步的予以实现。在信息产业飞速发展的背景下，在微型高速当中，普遍的存在着设别价格下降和容量加大的情况。所以，在存储设备当中能够对PLC控制系统广泛的进行应用。在PLC系统现状的从基础上，相信在以后，能够实现PLC控制系统的进一步升级。

再次，编程语言在PLC中会向着高级化和多样化的方向迈进。中型PLC和小型的PLC是将梯形图语言放在关键位置上的编程语言，随着不断开发出高级的PLC编程语言，也逐渐的引领PLC编程语言向着高级化和多样化的方向迈进。比如，BASIC和C语言等。因此我们能够发觉，在工业自动化领域中，PLC在其中的发展前景将会越来越广阔。

5.总结语

随着科学技术的发展，工业自动化技术层出不穷，未来PLC将朝着网络化、集成化、开放化、智能化的方向发展。PLC技术尽管面临着来自其他自动化控制系统的挑战，但同时也在吸收它们的优点，不断创新，相信其在今后的国民经济各领域将得到更广泛运用与推广。

参考文献：

[1]孔德政，李振华.PLC在工业自动化中的应用[J].电子测试，2013（19）.

[2]李树彬.浅谈PLC控制技术在工业自动化中的应用[J].机电信息，2011（30）.