網絡技術在PLC控制中的應用

◆馮秀萍

(咸陽師范學院 陜西 712025)

網絡技術在PLC控制中的應用

◆馮秀萍

(咸陽師范學院 陜西 712025)

伴隨時代發展，PLC能夠引導工業自動化行業的發展，并不斷表現出卓越優勢。隨著電子信息科技的飛速發展，PLC已進入工業生產的各個領域。而網絡技術的應用則為PLC增添生命力，在PLC應用中，網絡相當于PLC控制系統的神經系統，PLC擁有靈活的大腦和身體部件（執行機構），通過神經系統的信息傳輸，可以隨時變化、控制身體的各部件。PLC技術可依賴網絡技術而不斷發展進步。

網絡技術；PLC控制；應用

0 引言

在現代工業生產中，傳統的控制形式已經難以滿足生產的需求，PLC作為國內外普遍采用的工業控制形式，以其抗干擾性、高可靠性等優良特性而得到越來越多工業企業的青睞。與此同時在工業不斷發展的過程中，將網絡技術引入PLC技術在工業控制系統的應用，實現了遠程控制和信息共享，使PLC技術功能更加強大，且大大提升了工業自動化水平與生產效率。鑒于網絡技術的重要性，以下將介紹一下網絡在PLC控制中的應用技術。

1 PLC 控制技術的概念和顯著特點

1.1 PLC技術的概念

PLC技術起源于上世紀60年代末70年代初，正式進入我國是在上世紀80年代。PLC技術指在計算機技術的基礎上發展起來的一種應用到工業控制上的技術，主要表現為數字化的運算操作，其中包括了計算機技術、自動控制技術、通信技術等，是一種高科技的智能化技術。通過存儲器的各種運算將操作指令以數字的形式輸入或者輸出，進而起到控制工業生產的過程。可編程序控制器是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。

1.2 PLC控制技術具有極高的適應性

由于現實要求，設備運行條件遠比通用計算機所處的環境差，因此要求 PLC 具有很強的抗干擾能力，抗干擾抗打擊，并且又能在比較惡劣的運行環境中長期可靠地運行，對于各種條件都能有很強的適應性，穩定運行。

1.3 PLC控制技術操作方便

對 PLC 的操作包括程序輸入的操作和程序更改的操作，相對來說操作上難度不大。大多數 PLC 采用編程器進行程序輸入和更改的操作，更改程序的操作也可直接根據所需的地址編號繼電器編號或接點號進行搜索或順序尋找，然后進行更改，難度較小，使用上是很順暢的。當系統發生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，也可以減輕工作人員的任務量，維修人員可根據有關故障信號燈的指示和故障代碼的顯示，很快地找到故障所在的部位，為迅速排除故障和修復節省了時間，設備安全性也得到保護。

1.4 PLC控制技術靈活性高

應用網絡技術在編程上的靈活表現，PLC 采用的編程語言有梯形圖，功能表圖等，只要掌握其中一種語言就可進行編程。PLC還可以根據應用的規模的不斷擴展，它不僅可以通過增加輸入，通過擴展單元來擴大容量和功能，在條件允許和必要要求下也可通過多臺PLC 的通信來擴大容量和功能。

2 網絡技術在PLC控制中的應用

網絡技術在現代控制系統中的應用越來越普遍，所謂控制網絡一般指以控制“事務對象”為特征的計算機網絡系統，它主要面向企業或某個系統的底層。

2.1 網絡技術的主要表現

（1）控制網絡中數據傳輸的及時性和系統響應的實時性是其基本要求；

（2）控制網絡強調在惡劣環境下數據傳輸的完整性和可靠性；

（3）通訊方式多采用廣播或組播方式；

（4）控制網絡必須解決多家產品和系統在同一網絡中相互兼容及互操作性問題。

2.2 現場總線技術

現場總線技術可概括如下：

（1）制定出國際現場總線通信及技術標準。

（2）自動化廠商按照標準生產各種自動化類產品，包括控制器、傳感器、執行機構、驅動裝置及控制軟件。

（3）實際應用中，使用一根通信電纜，將所有現場設備連接到控制器，形成設備及車間級的數字化通信網絡。

2.3 工業以太網

工業以太網，是當前工業控制領域的研究熱點。重點在于利用交換式以太網技術為控制器和操作站，各種工作站之間的相互協調合作提供一種交互機制并和上層信息網絡無縫集成。工業以太網是面向生產過程，對實時性、可靠性、安全性和數據完整性有很高的要求。

2.4 網絡技術優勢發揮

（1）易于安裝

通?？删幊炭刂颇K的體積小，重量輕，連接簡單，能夠實現即插即用，在設備內部安裝使用十分方便。編輯控制器的建設時間段縮短，使用的界面清晰明確，即使對于初級使用者也能夠簡單操作。為了保證可編輯控制器的正常工作和運行，通過對視頻監視器對機器的運行情況進行監視，就能夠及時發現故障并進行修改，系統自身也加入一些應急處理程序，能解決一些簡單的問題，面對短時間內出現的重大問題也能做出預判進行簡單處理，防止出現重大傷害，保證了機器的正常運行。

（2）具有較強的功能

程序的運行功能強，因而不但能夠進行邏輯的運算，還可以順序的控制，通過計時和計數還能夠進行模擬量和數字量的輸入和輸出，在發揮計算機功能的基礎上實現人機對話以及自動檢驗。此外，通過可編程控制器還能實現對部分生產線以及整個生產流程的控制，遠程操控和實時監測，通過對網絡技術的利用一定程度上解放了勞動力，發揮強大的功能性。

（3）發展趨勢

隨著工業科技水平的不斷提高，工業生產由原來繼電器控制進化到現在的PLC技術控制，這一進步意味著我國工業實現了機械化向智能化的成功轉型，自從PLC技術應用到工業中，就成功的取代了機械化的操作地位，隨著網絡技術的深入發展，使PLC控制技術實現了更為廣泛的功能發揮，以其超級強大的控制能力，超高的可靠性和實用性而且操作靈活的優勢成為在工業中不能忽視的技術。

2.5 PLC控制器通信接口及通信系統

（1）網絡通信接口。通過PLC控制器在控制系統的應用，只需要設計兩個應用接口，即PLC控制器和上位機，實現與工業計算機的通信接口與PLC控制器的各通信端口的連接。為了能夠保證通信功能，PLC必須要能夠支持以太網通信接口。在控制器外面裝設一個專門用于以太網通信接口的芯片，通過電子芯片的技術內容實現數據的轉化。

（2）PLC設備通信接口。PLC控制器與處理各終端單元間的通信接口采用的是 MODBUS總線，在主流規格中的規定，這是屬于標準的工業控制總線，適宜距離短而且低速率的數據之間傳輸。

3 網絡技術在PLC控制中應用優勢

3.1 過程控制

在過去的PLC控制中，其運用的范圍主要就是一個離散的，點式控制，不能實現連續控制，也不能短時間內解決問題，正是由于網絡技術的飛速發展，編程技術的逐漸成熟，才讓過程的連續控制成為可能，網絡技術的不斷深入探索使控制力增強，在這樣的市場發展情況下，這些新的全過程控制器會加大使用，而且這些技術能夠在越來越多的領域起到作用。

3.2 運動控制

企業的生產永遠都處于一個流動的過程中，也就是我們需要保證過程的控制能夠在運動的條件下也要保持高的正確度，絕對精準是程序運行的必要條件，網絡技術的深入研究，使更為完善的可編程控制器能夠實現運動過程的準確監控，也能夠更加快速的處理數據，使用的效果效率也就越好，實現控制范圍內的運動監控。

3.3 數據處理

網絡技術的深入研究及應用，可編程控制器處理數據的功能也隨之增強，在一些數學運算，以及數據傳輸的功能上都得到了提升，可編程控制器能夠在控制的同時有效的采集有效數據，并進行實時有效傳輸，提高響應速度。并能根據現場傳輸數據，進行運算比對，實時調整控制，大大提升工作效率，有效解決生產數據變更滯后的問題。

3.4 在生產非標自動化上的應用

隨著工業生產自動化水平的不斷提高，全程自動化的控制逐漸進入工控領域，包括產品的質量控制和生產安全的控制，通過新網絡技術的介入，使PLC控制程序具有更廣闊的發揮空間，從而能夠實現生產過程的全自動化，保證生產過程的效率提高，使生產過程的實時監測成為可能，解放了勞動力，提高了產品質量，降低生產線的安全風險。

4 總結

由于 PLC 是專為工業控制而設計的，其結構緊密，體積小巧，是實現機電一體化的理想控制設備。隨著微電子技術的快速發展，PLC 的制造成本不斷下降，功能卻大大增強。網絡技術的介入，更讓PLC在工業生產發展的過程中日趨顯現其優勢，為社會財富的創造提供支持。在先進工業國家中 PLC 已成為工業控制的標準設備，應用幾乎覆蓋了所有工業企業，日益躍居現代工業自動化三大支柱的主導地位，實現了強大的社會職能和社會意義，創造財富，推動社會工業進步。

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