PLC技术在工业自动化中的应用

祝彬彬

(浙江双箭橡胶股份有限公司 浙江 桐乡 314513)

现如今，PLC技术在工业自动化中的重要性日益突出，只有清楚地了解PLC技术的原理，了解它的应用性能，才能更好地将PLC技术应用于工业自动化中。下文主要分析了PLC技术的概念与特点，并探索其在工业自动化中的应用。

一、PLC技术的概念

可编程控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC，是一种电气自动化控制装置，国际电工委员会(IEC)将PLC定义为： 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算数运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入与输出，控制各种类型的机械或生产过程。简单来说，PLC技术是一类利用编程控制的技术，把PLC技术使用到编程中，将其贮存在内储存器中，然后帮助内部程序进行储存，再根据用户发出的指令进行有逻辑性的计算。

二、PLC技术的特点

(一)编程方法简单易学

由于PLC使用编程器进行编程和监控，使用人员只需掌握工程上通用的梯形图语言(或语句表、流程图)就可进行用户程序的编制和测试。梯形图是使用最多的PLC的编程语言，梯形图语言形象直观，易学易懂，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似。

(二)功能完善、适应性强

现代PLC具有数字和模拟量输入/输出、逻辑和算术运算、定时、计数、顺序控制、PID调节、各种智能模块、远程I/O模块、通信、人-机对话，自诊断，记录和图形显示、组态等功能。用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。除了适用于离散型开关量控制系统外，现在也能应用于连续的流程控制系统，从而使设备的控制水平大大提高。

(三)可靠性高，抗干扰能力强

PLC用软件代替中间继电器和时间继电器，与传统的继电器控制系统相比较，接线可减少到其十分之一以下，大大减少了故障率。PLC使用了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场。

(四)维修工作量小，维修方便

PLC有完善的故障诊断功能。用户通过软件能进行PLC硬件及通讯的诊断，亦能观察各个I/O点、模拟量数据的实时状态，方便用户快速地查明故障的原因，迅速地排除故障。

三、PLC技术在工业自动化的应用与分析

PLC已经广泛地应用在工业领域，随着其性能价格比的不断提高，应用范围不断扩大。其应用主要分为以下几个方面：

(一)开关量的逻辑控制

PLC可以通过逻辑指令来实现梯形图中触点和电路的串并联，代替继电器进行组合逻辑控制、定时控制与顺序逻辑控制。不论是一对一的控制还是一对多的控制，都可以实现一种自动化控制。比如现在工业中应用较多的注塑机、组合机床等。

(二)模拟量的控制

在实际的工业生产过程中，温度、压力、流量等生产要素经常会出现在自动化控制过程中。而对这些模拟量的控制运用最多的便是PID闭环过程控制。PLC通过模拟量I/O模块，实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换与D/A转换，并对模拟量实行闭环PID(比例-积分-微分)控制。下图是三菱PLC执行PID控制的示例图：

(三)运动控制的应用

在实际的工业生产中或多或少都会涉及到与运动相关的环节。PLC使用专用的指令或运动控制模块，对直线运动或圆周运动的位置、速度和加速度进行控制，可以实现单轴或多轴联动的位置控制，使运动控制与顺序控制功能有机地结合在一起。PLC的运动运动控制功能广泛地用于各种机械，例如装配机械、机器人、电梯等场合。

(四)数据处理的应用

工业生产中涉及大量的数据信息，而对这些数据资源进行有效的收集、整理、和分析对工业生产起到关键性的作用。而PLC具有数据传送、转换以及数学运算等功能，可以完成数据的采集、分析、处理。这些数据可以与存储器中的参考值比较，比较二者数据的差别，接着完成控制操作，也可以用通信功能传送到别的智能装置或者打印成表。

(五)通信联网的应用

PLC具有多种通信接口，有很强的通信联网能力。PLC之间、PLC与上位机、PLC与其他智能控制设备之间可以通过不同的通信协议联网通讯，实现远程数据的交互处理和信息共享。PLC与其他智能控制设备一起，可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。

四、结语

现阶段，将PLC技术运用到工业自动化控制系统当中特别关键，这也是未来的发展趋势。PLC技术的实施可以提升工业自动化系统的可靠性、稳定性，可以帮助企业更快、更好的发展，让企业的经济效益更加可观，也帮助企业在快速的社会发展市场中占据有利地位。所以，我们应当不断优化和持续改进PLC技术，充分发挥PLC技术的优势，使其更好地应用于工业自动化的领域中。