网络技术在PLC控制中的应用

◆冯秀萍

(咸阳师范学院 陕西 712025)

网络技术在PLC控制中的应用

◆冯秀萍

(咸阳师范学院 陕西 712025)

伴随时代发展，PLC能够引导工业自动化行业的发展，并不断表现出卓越优势。随着电子信息科技的飞速发展，PLC已进入工业生产的各个领域。而网络技术的应用则为PLC增添生命力，在PLC应用中，网络相当于PLC控制系统的神经系统，PLC拥有灵活的大脑和身体部件（执行机构），通过神经系统的信息传输，可以随时变化、控制身体的各部件。PLC技术可依赖网络技术而不断发展进步。

网络技术；PLC控制；应用

0 引言

在现代工业生产中，传统的控制形式已经难以满足生产的需求，PLC作为国内外普遍采用的工业控制形式，以其抗干扰性、高可靠性等优良特性而得到越来越多工业企业的青睐。与此同时在工业不断发展的过程中，将网络技术引入PLC技术在工业控制系统的应用，实现了远程控制和信息共享，使PLC技术功能更加强大，且大大提升了工业自动化水平与生产效率。鉴于网络技术的重要性，以下将介绍一下网络在PLC控制中的应用技术。

1 PLC 控制技术的概念和显著特点

1.1 PLC技术的概念

PLC技术起源于上世纪60年代末70年代初，正式进入我国是在上世纪80年代。PLC技术指在计算机技术的基础上发展起来的一种应用到工业控制上的技术，主要表现为数字化的运算操作，其中包括了计算机技术、自动控制技术、通信技术等，是一种高科技的智能化技术。通过存储器的各种运算将操作指令以数字的形式输入或者输出，进而起到控制工业生产的过程。可编程序控制器是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

1.2 PLC控制技术具有极高的适应性

由于现实要求，设备运行条件远比通用计算机所处的环境差，因此要求 PLC 具有很强的抗干扰能力，抗干扰抗打击，并且又能在比较恶劣的运行环境中长期可靠地运行，对于各种条件都能有很强的适应性，稳定运行。

1.3 PLC控制技术操作方便

对 PLC 的操作包括程序输入的操作和程序更改的操作，相对来说操作上难度不大。大多数 PLC 采用编程器进行程序输入和更改的操作，更改程序的操作也可直接根据所需的地址编号继电器编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改，难度较小，使用上是很顺畅的。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，也可以减轻工作人员的任务量，维修人员可根据有关故障信号灯的指示和故障代码的显示，很快地找到故障所在的部位，为迅速排除故障和修复节省了时间，设备安全性也得到保护。

1.4 PLC控制技术灵活性高

应用网络技术在编程上的灵活表现，PLC 采用的编程语言有梯形图，功能表图等，只要掌握其中一种语言就可进行编程。PLC还可以根据应用的规模的不断扩展，它不仅可以通过增加输入，通过扩展单元来扩大容量和功能，在条件允许和必要要求下也可通过多台PLC 的通信来扩大容量和功能。

2 网络技术在PLC控制中的应用

网络技术在现代控制系统中的应用越来越普遍，所谓控制网络一般指以控制“事务对象”为特征的计算机网络系统，它主要面向企业或某个系统的底层。

2.1 网络技术的主要表现

（1）控制网络中数据传输的及时性和系统响应的实时性是其基本要求；

（2）控制网络强调在恶劣环境下数据传输的完整性和可靠性；

（3）通讯方式多采用广播或组播方式；

（4）控制网络必须解决多家产品和系统在同一网络中相互兼容及互操作性问题。

2.2 现场总线技术

现场总线技术可概括如下：

（1）制定出国际现场总线通信及技术标准。

（2）自动化厂商按照标准生产各种自动化类产品，包括控制器、传感器、执行机构、驱动装置及控制软件。

（3）实际应用中，使用一根通信电缆，将所有现场设备连接到控制器，形成设备及车间级的数字化通信网络。

2.3 工业以太网

工业以太网，是当前工业控制领域的研究热点。重点在于利用交换式以太网技术为控制器和操作站，各种工作站之间的相互协调合作提供一种交互机制并和上层信息网络无缝集成。工业以太网是面向生产过程，对实时性、可靠性、安全性和数据完整性有很高的要求。

2.4 网络技术优势发挥

（1）易于安装

通常可编程控制模块的体积小，重量轻，连接简单，能够实现即插即用，在设备内部安装使用十分方便。编辑控制器的建设时间段缩短，使用的界面清晰明确，即使对于初级使用者也能够简单操作。为了保证可编辑控制器的正常工作和运行，通过对视频监视器对机器的运行情况进行监视，就能够及时发现故障并进行修改，系统自身也加入一些应急处理程序，能解决一些简单的问题，面对短时间内出现的重大问题也能做出预判进行简单处理，防止出现重大伤害，保证了机器的正常运行。

（2）具有较强的功能

程序的运行功能强，因而不但能够进行逻辑的运算，还可以顺序的控制，通过计时和计数还能够进行模拟量和数字量的输入和输出，在发挥计算机功能的基础上实现人机对话以及自动检验。此外，通过可编程控制器还能实现对部分生产线以及整个生产流程的控制，远程操控和实时监测，通过对网络技术的利用一定程度上解放了劳动力，发挥强大的功能性。

（3）发展趋势

随着工业科技水平的不断提高，工业生产由原来继电器控制进化到现在的PLC技术控制，这一进步意味着我国工业实现了机械化向智能化的成功转型，自从PLC技术应用到工业中，就成功的取代了机械化的操作地位，随着网络技术的深入发展，使PLC控制技术实现了更为广泛的功能发挥，以其超级强大的控制能力，超高的可靠性和实用性而且操作灵活的优势成为在工业中不能忽视的技术。

2.5 PLC控制器通信接口及通信系统

（1）网络通信接口。通过PLC控制器在控制系统的应用，只需要设计两个应用接口，即PLC控制器和上位机，实现与工业计算机的通信接口与PLC控制器的各通信端口的连接。为了能够保证通信功能，PLC必须要能够支持以太网通信接口。在控制器外面装设一个专门用于以太网通信接口的芯片，通过电子芯片的技术内容实现数据的转化。

（2）PLC设备通信接口。PLC控制器与处理各终端单元间的通信接口采用的是 MODBUS总线，在主流规格中的规定，这是属于标准的工业控制总线，适宜距离短而且低速率的数据之间传输。

3 网络技术在PLC控制中应用优势

3.1 过程控制

在过去的PLC控制中，其运用的范围主要就是一个离散的，点式控制，不能实现连续控制，也不能短时间内解决问题，正是由于网络技术的飞速发展，编程技术的逐渐成熟，才让过程的连续控制成为可能，网络技术的不断深入探索使控制力增强，在这样的市场发展情况下，这些新的全过程控制器会加大使用，而且这些技术能够在越来越多的领域起到作用。

3.2 运动控制

企业的生产永远都处于一个流动的过程中，也就是我们需要保证过程的控制能够在运动的条件下也要保持高的正确度，绝对精准是程序运行的必要条件，网络技术的深入研究，使更为完善的可编程控制器能够实现运动过程的准确监控，也能够更加快速的处理数据，使用的效果效率也就越好，实现控制范围内的运动监控。

3.3 数据处理

网络技术的深入研究及应用，可编程控制器处理数据的功能也随之增强，在一些数学运算，以及数据传输的功能上都得到了提升，可编程控制器能够在控制的同时有效的采集有效数据，并进行实时有效传输，提高响应速度。并能根据现场传输数据，进行运算比对，实时调整控制，大大提升工作效率，有效解决生产数据变更滞后的问题。

3.4 在生产非标自动化上的应用

随着工业生产自动化水平的不断提高，全程自动化的控制逐渐进入工控领域，包括产品的质量控制和生产安全的控制，通过新网络技术的介入，使PLC控制程序具有更广阔的发挥空间，从而能够实现生产过程的全自动化，保证生产过程的效率提高，使生产过程的实时监测成为可能，解放了劳动力，提高了产品质量，降低生产线的安全风险。

4 总结

由于 PLC 是专为工业控制而设计的，其结构紧密，体积小巧，是实现机电一体化的理想控制设备。随着微电子技术的快速发展，PLC 的制造成本不断下降，功能却大大增强。网络技术的介入，更让PLC在工业生产发展的过程中日趋显现其优势，为社会财富的创造提供支持。在先进工业国家中 PLC 已成为工业控制的标准设备，应用几乎覆盖了所有工业企业，日益跃居现代工业自动化三大支柱的主导地位，实现了强大的社会职能和社会意义，创造财富，推动社会工业进步。

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