谈PLC的控制特点和应用及发展方向

黄加明

摘 要 随着PLC技术在过程控制和工业机器人等领域的应用，概括了PLC技术的高可靠性、维护方便、可进行在线修改等优越的性能和突出特点，总结了该领域的新技术、新产品现状，以及PLC向着微型化、网络化两个方向的发展趋势。

关键词 PLC控制技术 特点 现状 发展方向

中图分类号：TM571 文献标识码：A

0 引言

目前PLC已被广泛应用于机械制造、电力、航空、造纸、化工、冶金、矿业、轻工及汽车等各个行业，成为工业自动化领域3大技术支柱（PLC、CAD/CAM技术和工业机器人）之一，并一度占据首位。但随着微处理器、通信和网络、人机界面技术及SMT（表面安装技术）工艺等的迅速发展，自动控制领域的新技术、新产品不断涌现，嵌入式技术、PC-BASED（测控技术）、工业IT技术正在迅速改变控制系统的格局，PLC正面临日益尖税的挑战。

为了应付这种严峻的形势，生产PLC的各家公司已相应地调整研制战略，采用改进设计、提高性能，转向开放的体系结构等措施来迎接挑战，PLC在不断融合新兴技术的进程中表现出更强大的生命力，目前仍是工业领域主流的控制产品。

1 PLC控制技术的特点

可靠性高，抗干扰能力强；I/O接口模块丰富；体积小、重量轻、功耗低、易于安装；通用性强、控制程序可变、使用方便；功能强、适应面广；设备完善、适应性强；程序编制简单、易学易用。

2 PLC控制技术的应用现状及应用领域

2.1 PLC在国内应用现状分析

我国大中型企业普遍采用了先进的自动化系统对生产过程进行控制，但绝大部分小型企业尚未应用自动化系统和产品对生产过程进行控制。随着竞争的日益加剧，越来越多的小型企业将采用经济、实用的自动化产品对生产过程进行控制，以提高企业的经济效益和竞争实力，按目前的经济形势分析，巨大的市场需求为发展PLC业务提供了难得的历史机遇，我国将迎来一个PLC市场高速增长的时期。

2.2 PLC应用领域

经过20多年的工业应用，PLC，使用情况大致可归纳为如下几类：

（1）用于开关量逻辑控制。它是PLC的最广泛也是最基本的应用领域。可以取代继电器控制装置，如机床与电动机电气控制，还可用来取代顺序控制和程序控制，如上料和皮带运输等。

（2）用于闭环过程控制。过程控制是对温度、压力等连续变化的模拟量的闭环控制。现在PLC都配有PID子程序，这一功能可以用PID子程序或专用的PID模块实现，PID闭环控制功能已广泛用于锅炉、冷冻、反应堆、水处理，还可用于闭环的位置和速度控制。

（3）用于数据处理。PLC具有算术运算、数据转换、数据传送、查表、排序及位操作等功能，可以和数字控制（NC）及计算机数控（CNC）组成一体，实现数值控制。数据处理一般应用于大型控制系统，如无人柔性制造系统，也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

（4）用于机器人控制。随着自动化网络的形成与发展，应用机器人的领域不断扩大，PLC也可以控制机器人。

（5）组成多机控制系统。随着计算机控制技术的发展，工厂自动化（FA）逐步兴起，部分PLC厂家也建立了多层控制系统，并向制造自动化通讯协议MAP靠扰，实现PLC与上位计算机、PLC之间、PLC与I/O之间的通信。

3 PLC控制技术的发展方向

21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，PLC的设计和制造在融合计算机发展的新技术、新成果的基础上，将会使产品速度更快、存储容量更大、可靠性更高。从规模上看，PLC会进一步向体积更小，功能更强、专用化更强和性价比更高的微小型和高可靠性、兼容性好、高容错性和多功能的大型化方向发展。从网络技术方面看，PLC将和工业控制计算机联网组成大规模的控制系统。目前DCS（计算机集散控制）系统中已有大量的PLC应用，随着网络的发展，作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分的PLC将在工业控制等众多领域发挥更大的作用。通信标准化方面，PLC从单机控制自动化向系统生产自动化过渡，这就要求PLC与上位计算机、PLC之间、PLC与I/O之间能及时、准确互通信息，以便能步调一致地进行控制和管理。机电一体化方面，机电一体化技术是新型一项技术，发展前景广阔，它是是机械、电子、信息技术三者的融合，它的产品通常由机械本体、微电子装置、传感器、执行机构等部分组成。为了满足机电一体化的需要，PLC正在增大存储容量和加快运算速度等方面入手，增强自身功能，同时还在进一步缩小体积，加强坚固性和密封性，提高可靠性和易维护性。 PLC的容错系统是当前发展最快的一个领域，有广阔的市场。集成化方面，硬件上对一体型PLC集成多种特殊功能，而对模块型PLC，增加特殊功能模块；软件上使复杂的程序集成，具备打包功能，这样，使用者可以根据控制系统特性，进行指令开发，同时也增强了程序的保密性。

总之，现代PLC控制技术将向体积更小、功能更强、价格更低、速度更快的微小型方向发展，同时也会朝着大型网络化、兼容性好、功能全及可靠性高的方向发展。据美国专家调查，2000年PLC占控制市场的份额超过了50%。在网络信息技术高速发展的时代，PLC控制技术也将逐步得到优化，也必将拥有更为广泛的发展前景。

参考文献

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