淺析PLC控制技術的應用與發展

李亞　楊興偉

摘要：PLC控制技術自誕生以來發展非常迅速，已經廣泛的應用到自動化領域并保持與時俱進。PLC技術結合了計算機控制技術、通信技術和自動化控制技術。隨著技術的發展和不斷創新，PLC保持著工業自動化控制領域的技術領先優勢，為自動化控制設備提供了高可靠度的控制應用，范圍逐漸擴大到農業生產及人們日常生活中。

關鍵詞：PLC；自動化；控制；應用

中圖分類號：TM571.61 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）01-0012-02

1 PLC控制技術概述

PLC（Programmable logic Controller），全稱為可編程序邏輯控制器，是一種數字運算的操作系統，PLC主要的硬件單元有：中央處理器（CPU）、輸入/輸出模塊、外部設備編程器和電源。內部各單元通過總線連接，外部根據實際控制對象對應的設備與控制裝置構成PLC控制系統。設計之初專為工業環境下的應用而設計的，通過計算機技術進行設計和編寫程序，控制各種類型的生產機械或生產過程。它取代了原來的繼電器-接觸器控制方案，減少控制系統的復雜性，提高了可靠性，更好的實現了自動化生產控制、遠距離控制、全局自動化控制。目前，PLC技術已經進入各行各業甚至是人們的日常生活中。在工業自動化控制范疇的應用趨于成熟，PLC的應用遍及制造行業、醫藥生產及石油化工等行業中，有著不可替代的作用。在農業生產、智能生活等領域的應用也逐漸呈現，PLC技術的新時代已經到來。

2 PLC控制技術的應用

2.1 PLC控制技術在工業自動化生產中的應用

PLC的應用領域主要有開關量控制、模擬量控制、順序控制、過程控制、運動控制、數據采集、聯網和通信等。PLC在工業自動化生產中最基本的、最廣泛的應用是開關量的控制，在開關量邏輯控制中取代了傳統繼電器控制系統，實現了邏輯控制、順序流程控制。

在工業自動化生產中，利用自動化控制技術實現生產，控制效率高，也減少了人們在復雜、危險的環境下的工作。設計時首先根據工廠自動化生產的需求，確定整個系統的設計方案，選擇需要的模塊，完成對PLC的選型，同時也要考慮系統可靠性、穩定性和經濟性；其次是對整個控制系統的軟件設計，結合硬件中的各種開關、傳感器等實現對控制系統的外圍設備進行控制，設計完成后最重要的就是整個系統的調試，檢驗系統的功能是否完善、是否達到預期的生產控制要求；最后進行整個系統的現場安裝與運行。PLC在實現自動化控制系統過程中，經過不斷地實驗和完善，不僅完成了復雜、重復性高的工作，還是實現了整個系統的可視化運行。典型的應用有：

（1）機床電氣控制系統；

（2）汽車裝配線；

（3）啤酒罐裝生產線；

（4）機械手控制系統；

（5）物料分揀系統；

（6）工廠生產流水線控制系統。

2.2 PLC控制技術在農業生產中的應用

PLC配置有模擬量與數字量相互轉換的A/D、D/A單元，主要通過此單元對模擬量進行控制，按照農業生產用戶的需求以及不同特點對開關量進行設定，使PLC的系統參數按照用戶的設定值來操作，分析和比較模擬信號的歷史狀況以及當前狀況，實現對壓力、溫度、濕度、液位、流量等模擬信號進行PID控制，控制效果較為理想。

我國農業生產有著規模大但機械化程度不高，產量易受自然條件影響的特點。PLC技術應用于農業生產對促進農業生產發展有著重要意義。通過PLC控制技術合理調節生產條件，減小地域、節對動植物生長的影響，提高生產效率，使農業生產有序而高效。現階段，PLC技術在農業生產領域的應用逐漸增多，主要的應用有：

（1）溫度監測與控制系統；

（2）自動灌溉施肥系統；

（3）大棚自動生產控制系統；

（4）養殖場監控系統。

2.3 PLC控制技術在智能服務領域的應用

PLC除在工業農業中應用廣泛外，在生活中的應用也很多，始終與人類的需求同步。比如高樓層生活供水，可實現恒壓供水；商場及賓館的電梯控制等。在智能服務領域，主要是PLC遠程控制的實現，主要通過串行通信接口，利用雙絞線、同軸電纜將它們連成網絡。實現PLC與智能終端之間的互聯、PLC與PLC之間的互聯、以及PLC與計算機互聯、PLC與以太網的互聯等，實現智能遠程控制。此外PLC具有工作可靠、運行穩定、價格經濟的特點，具有一定的抗干擾能力，因此它在日常生活中的智能控制系統類應用備受人們的關注，發揮著重要作用。典型的應用有：

（1）交通控制系統；

（2）電梯運行控制系統；

（3）智能家居控制系統；

（4）醫院智能呼叫系統；

（5）污水處理控制系統；

（6）洗衣機、空調等家用電器的控制。

3 PLC技術的發展與前景

目前，世界上PLC生產廠家有200多家，以美國、歐洲、和日本等三個流派的產品為主，產品都各具特色。其中，美國是PLC生產大國，有100多家PLC廠商，著名的有A-B公司、通用電氣（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司。歐洲PLC產品主要制造商有德國的西門子（SIEMENS）公司、AEG公司、法國的TE公司。日本主要制造商有三菱、歐姆龍、松下、富士等，產品占有80%以上的PLC市場。PLC控制技術已經走向成熟，控制功能增強，可靠性高，編程靈活方便。在PLC不斷發展的同時，其他的新興技術也在不斷地發展，這就要求PLC技術不斷的改良、創新、發掘新市場。PLC供應商也在不斷努力，更新產品，順應需求，所推出的新產品功能日益強大，性價比越來越高。

PLC技術正在向微型化、編程語言和編程工具的標準化、I/O模塊智能化、體系結構開放化和網絡化方向發展。結合網絡技術，制定不同類型PLC之間的通信標準，多種編程語言的并存、互補，以構成更大的智能網絡系統，更好的發揚PLC技術的優勢。PLC未來將朝著專用化、高速和多功能和分布式全自動網絡化發展。

4 結語

隨著自動化生產和物聯網技術的發展，PLC技術的應用在工業自動化中占據主導地位，并且逐漸深入各行各業以及人們日常生活中。對PLC技術的應用研究應擴大范圍，不斷完善系統、和增強功能，降低成本，使PLC的在各行業應用更加深入，提高PLC技術在工農業及日常生活中的服務質量。對PLC技術的研究，使其產品更加豐富、應用范圍更加廣泛，技術實現開放化，拓寬其發展空間，為今后全自動網絡化奠定了基礎。

參考文獻

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