PLC技術的應用范圍及發展探析

【摘要】：介紹了可編程邏輯控制器PLC的應用范圍及現狀，對PLC在開關量的邏輯控制、模擬量控制、運動控制、數據處理、通信及聯網等多個方面的應用現狀進行綜述，總結PLC技術的發展趨勢。

【關鍵詞】：PLC；應用現狀；發展前景

1.PLC概述

可編程邏輯控制器，簡稱PLC，是專為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統，是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物，它克服了繼電接觸控制系統中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優點。近年來，PLC的應用越來越廣泛，對于職業教育院校而言，按傳統的課程內容進行教學已經不能適應PLC技術的發展和社會的需求。為了讓學生掌握PLC的最新技術，培養學生的應用能力，這就要求PLC的教學工作必須與PLC的發展現狀相適應。

2.可編程邏輯控制器的應用領域

經過20多年的工業應用，PLC特點已越來越為廣大業界人士認識和接受，使得PLC迅速滲透到工業控制的各領域，包括從單機到工廠自動化，從機器人、柔性制造系統到工業局部網絡等等。仔細來分，PLC大致有如下幾個應用領域：

2.1開關量的邏輯控制

PLC取代了傳統的繼電器控制系統，實現邏輯控制。例如：機床電器控制，沖床、鑄造機械、運輸帶、包裝機械的控制，注塑機的控制，化工系統中各種泵和電磁閥的控制，冶金企業的高爐上料系統、軋機、連鑄機、飛剪的控制，電鍍生產線、汽車裝配線、電視機和收音機的生產線控制，甚至核電站的系統控制等等。

2.2運動控制

PLc可用于對直線運動或圓周運動的控制。PLC的運動控制功能廣泛地用于各種機械。例如：金屬切削機床、金屬成型機械、配裝機械、機器人和電梯等等。

2.3閉環過程控制

過程控制是指對溫度、壓力、流量等連續變化的模擬量的閉環控制。PLC的模擬量控制功能已經廣泛應用于塑料擠壓成型機、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設備，還廣泛地應用于輕工、化工、機械、冶金、電力和建材等各個行業。

2.4數據處理

現代PLC具有數學運算、數據傳遞、轉換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數據采集、分析和處理。數據處理一般用在大、中型控制系統，如柔性制造系統、過程控制系統等。

2.5機器人控制

機器人作為工業過程自動生產線中的重要設備，已成為未來工業生產自動化的三大支柱之一。現在許多機器人制造公司選用PLC作為機器人控制器來控制各種機械動作。隨著PLC體積進一步縮小，功能進一步增強，PLC在機器人控制中的應用必將更加普遍。

根據國外資料統計，在工業控制中80%都采用PLC來完成。因為順序控制是工控不可缺少的一環，幾乎任何一個過程控制和生產管理都是有步驟地進行的，因此都可以采用PLC目前國外PLC應用于自動控制這一領域占60%，應用于數據管理占20%，用于生產管理占18%，用于人機接口占22%。可見對于工控來說PLC占主導地位，而數據處理、生產管理等目前計算機仍是主體。

3. PLC在工業自動控制中的應用

微電子技術與計算機技術的結合，使PLC的功能變得更加強大，通過可編程控制的實現，為PLC增添了使用上的靈活性。目前PLC應用范圍之廣，在工業自動控制中發揮著不可替代的重要作用，鋼鐵、化工、石油、機械制造、汽車等領域對PLC的依賴程度也越來越高。控制模式的多樣化發展是PLC進步的成果之一，也是PLC功能強大的體現。

3.1PLC觸點的狀態信息

順序控制隨著技術的進步，順序控制也不再是傳統的繼電器觸點式控制模式了，而是通過PLC觸點的狀態信息來實現。只需要簡單的執行指令就可以進行有序的控制，這是PLC設計的初衷，是PLC基本功能優勢的體現，在順序控制領域，PLC已經一枝獨秀的領先于其他技術，在工業領域發揮著不可替代的作用。

3.2過程控制

過程控制是對針對模擬量的工作過程，是通過對連續變化的電流、電壓、溫度、壓力等模擬量的當前與歷史輸入狀況的分析，產生用戶要求的開關量，使系統工作參數能夠按一定要求工作。過程控制的代表類型是開環控制與閉環控制，這種控制手段在冶金、化工、鍋爐控制等方面的應用效果都非常明顯。

3.3運動控制

機械的運動特性，為PLC的控制提出了新的要求，控制對象的直線運動或者圓周運動等情況卜，PLC可以利用對脈沖量的控制來實現機械的運動控制。脈沖控制的位移量很小，因此，PLC運動控制的精確度也很高。

3.4信息控制

信息控制實現的是數據處理的功能，通過對信息的采集、處理、存儲與傳輸，實現信息控制的目的，并兼具數據分析能力。信息時代的發展要求，賦予了PLC的控制工作新的信息屬性，信息控制的實現也標志著PLC信息化功能的轉變。

3.5遠程控制

利用PLC的通信接口與聯網模塊的通信功能，可是實現PLC的遠程控制。控制方式主要有PLC與PLC控制網的遠程互連控制，PLC與智能終端的互連來實現的遠程控制，還有PLC與計算機終端、以太網的連接控制方式等等。

4. PLC的發展前景

21世紀PLC會有更大的發展前景，主要有：

4.1開發智能模塊

加強通信聯網PLC制造商都大力開發智能模塊，中、大型PLC有專門的通信模塊，小型PLC有通信接口。可以實現分散控制和集中管理，使它與PC和其它智能控制設備很方便地交換信息。

4.2開放性

發展早期PLC的軟、硬件結構是封閉的而不是開放的，各個公司的PLC互不兼容。目前PLC在開放性方面已有實質性突破。不少大型PLC在系統結構上采用了各種工業標準。

4.3體積小型化

運算速度高速化近幾年很多PLC制造商推出超小型PLC，用于單機自動化或組成分布式控制系統。

5.結語

在現代科學技術快速發展的背景作用之下，PLC控制系統的應用優勢得到了進一步的凸顯，發展性能也得到了前所未有的提升與鞏固。在這一背景之下，各個行業與領域對于PLC控制系統的應用更加的完善與多樣，電氣自動化系統當中，對于PLC的應用也得到了前所未有的發展。

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