解析PLC在工業(yè)中的應(yīng)用

盧生

摘要：近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，PLC可編程控制器在計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展下也取得了快速的進(jìn)步，由于其具有較多的優(yōu)點(diǎn)，所以在多個(gè)行業(yè)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，成本各領(lǐng)域控制系統(tǒng)的核心。本文對(duì)PLC可編程控制器的組成和特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)PLC在工業(yè)上的應(yīng)用進(jìn)行了具體闡述。

關(guān)鍵詞：PLC；可編程控制器；組成；應(yīng)用

PLC也稱為可編程序控制器，其作為一種工業(yè)控制裝置，是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，具有數(shù)字運(yùn)算能力，是專用為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的電子裝置。通過(guò)可以編制程序的存儲(chǔ)器來(lái)完成邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，而且通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入輸出功能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程的控制。所以對(duì)于PLC及外圍有關(guān)的一些設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)，要與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，這樣更易于其功能上的擴(kuò)展。目前在我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，PLC以其自身諸多的優(yōu)點(diǎn)取得了廣泛的應(yīng)用。

1 PLC概述

1.1 PLC的結(jié)構(gòu)及原理

PLC可編程控制器其可以稱之為工業(yè)控制專用計(jì)算機(jī)的一種，因?yàn)槠湎到y(tǒng)組成與計(jì)算機(jī)基本相同，但其又有所差別，PLC是以微處理器為基礎(chǔ)的通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，其有效的綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)，所以將PLC作為控制系統(tǒng)的核心，不僅可以有效的減小控制系統(tǒng)的體積，而且其功能和穩(wěn)定性會(huì)更好，成本也會(huì)有較大程度的降低。另外PLC在運(yùn)行時(shí)其工作是采用掃描技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即PLC的CPU按照一定的速度來(lái)完成輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新這一個(gè)掃描周期，并不停的進(jìn)行重復(fù)執(zhí)行。

1.2 可編程控制器的組成

1.2.1 硬件結(jié)構(gòu)

（1）中央處理單元（CPU）。

中央處理器相當(dāng)于可編程控制器的大腦，其不僅起著運(yùn)算器和控制器的功能，而且可以對(duì)信息進(jìn)行處理和控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)整機(jī)進(jìn)行協(xié)調(diào)的作用，所以CPU性能的好壞直接關(guān)系到PLC技術(shù)指標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際工作中，PLC的檔次越高，其CPU的性能就更好，運(yùn)輸速度也越快。

（2）存儲(chǔ)器。

控制系統(tǒng)的程序、數(shù)據(jù)和信息等都可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)，也可稱為內(nèi)存，而對(duì)于存人系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，其是由控制器廠家進(jìn)行編寫的，對(duì)可編程控制器的程序進(jìn)行控制及完成。

（3）輸入輸出單元。

輸入輸出模塊是PLC與現(xiàn)場(chǎng)I/O裝置或其它外部設(shè)備之間的連接部件。PLC通過(guò)輸入模塊把工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的各種控制信號(hào)讀人主機(jī)，通過(guò)用戶程序的運(yùn)算與操作，將結(jié)果傳輸?shù)捷敵瞿K。輸出模塊電路將中央處理單元送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、電機(jī)等相應(yīng)的被控執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

（4）電源。

由于中央處理單元、存儲(chǔ)器和輸入輸出模塊在正常運(yùn)行過(guò)程中，其所需要的電源是直流電源，所以為了使PLC能夠正常的進(jìn)行工作，則需要利用電源部件將交流電源進(jìn)行轉(zhuǎn)變。

（5）編程器。

編程器是編制、編輯、調(diào)試、監(jiān)控用戶程序的必備設(shè)備。它通過(guò)通信接口與CPU聯(lián)系，完成人機(jī)對(duì)話的功能；

（6）外部設(shè)備。

外部設(shè)備除編程器外還有上位計(jì)算機(jī)、圖形監(jiān)控系統(tǒng)、打印機(jī)、條碼判讀器等，這些外部設(shè)備可以通過(guò)外部設(shè)備接口與主機(jī)相連，用以完成相應(yīng)的控制與操作。

1.2.2 軟件系統(tǒng)

（1）PLC的軟件程序。

軟件程序分為系統(tǒng)程序和用戶程序。系統(tǒng)程序是PLC工作的基礎(chǔ)，采用匯編語(yǔ)言編寫，在PLC出廠時(shí)就已固化于ROM的系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中，不需要用戶于預(yù)。

（2）編程語(yǔ)言。

PLC是采用軟件編程邏輯代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬件布線邏輯，實(shí)現(xiàn)控制作用。PLC的編程語(yǔ)言面向被控對(duì)象、面向操作者，易于為熟悉繼電接觸器控制電路的廣大電氣工程技術(shù)人員理解和掌握。

2 可編程控制器的工業(yè)應(yīng)用

2.1 電器控制器

PLC作為工業(yè)控制裝置，從其結(jié)構(gòu)和功能上可以將其看成是新型的以計(jì)算機(jī)為內(nèi)核的電器控制器，也可將其看成是由電器和電路構(gòu)成的電器控制器。利用可編程控制器進(jìn)行工作，可以對(duì)存儲(chǔ)器中的各種數(shù)據(jù)依據(jù)程序進(jìn)行處理，這些數(shù)據(jù)主要都是系統(tǒng)傳感器和主令電器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，不僅有數(shù)字量也有模擬量，其數(shù)據(jù)經(jīng)PLC處理后送到機(jī)外，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)、電磁閥和其他執(zhí)行器的控制工作。它們的動(dòng)作反映控制系統(tǒng)中的各種事件。因此可以說(shuō)PLC是依一定的應(yīng)用程序處理現(xiàn)場(chǎng)各類事件（數(shù)據(jù)）的機(jī)器。

2.2 實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)

全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)全光化，這也就意味著信息始終以光的形式進(jìn)行傳輸與交換。目前，全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展雖然是初期階段，但已經(jīng)顯示出了良好的發(fā)展前景。它具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性，并能提供巨大的帶寬、容量超大、處理速度極高、誤碼率較低，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組網(wǎng)非常靈活，可以隨時(shí)增加新節(jié)點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)。但是，全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要與因特網(wǎng)、ATM網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等良好地相結(jié)合。

3 結(jié)束語(yǔ)

PLC由于其具有較高的性能和較好的經(jīng)濟(jì)性，而且適應(yīng)性和可靠性都較強(qiáng)，使用更加的方便，所以在眾多領(lǐng)域的控制系統(tǒng)中都得到廣泛的應(yīng)用，而且隨著PLC制造成本的下降，功能的不斷過(guò)磅，其市場(chǎng)發(fā)展前景將會(huì)更加廣闊。

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