PLC技術在工業自動化中的應用

祝彬彬

(浙江雙箭橡膠股份有限公司 浙江 桐鄉 314513)

現如今，PLC技術在工業自動化中的重要性日益突出，只有清楚地了解PLC技術的原理，了解它的應用性能，才能更好地將PLC技術應用于工業自動化中。下文主要分析了PLC技術的概念與特點，并探索其在工業自動化中的應用。

一、PLC技術的概念

可編程控制器(Programmable Logic Controller)簡稱PLC，是一種電氣自動化控制裝置，國際電工委員會(IEC)將PLC定義為： 可編程序控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算數運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入與輸出，控制各種類型的機械或生產過程。簡單來說，PLC技術是一類利用編程控制的技術，把PLC技術使用到編程中，將其貯存在內儲存器中，然后幫助內部程序進行儲存，再根據用戶發出的指令進行有邏輯性的計算。

二、PLC技術的特點

(一)編程方法簡單易學

由于PLC使用編程器進行編程和監控，使用人員只需掌握工程上通用的梯形圖語言(或語句表、流程圖)就可進行用戶程序的編制和測試。梯形圖是使用最多的PLC的編程語言，梯形圖語言形象直觀，易學易懂，其電路符號和表達方式與繼電器電路原理圖相似。

(二)功能完善、適應性強

現代PLC具有數字和模擬量輸入/輸出、邏輯和算術運算、定時、計數、順序控制、PID調節、各種智能模塊、遠程I/O模塊、通信、人-機對話，自診斷，記錄和圖形顯示、組態等功能。用戶能靈活方便地進行系統配置，組成不同功能、不同規模的系統。除了適用于離散型開關量控制系統外，現在也能應用于連續的流程控制系統，從而使設備的控制水平大大提高。

(三)可靠性高，抗干擾能力強

PLC用軟件代替中間繼電器和時間繼電器，與傳統的繼電器控制系統相比較，接線可減少到其十分之一以下，大大減少了故障率。PLC使用了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業生產現場。

(四)維修工作量小，維修方便

PLC有完善的故障診斷功能。用戶通過軟件能進行PLC硬件及通訊的診斷，亦能觀察各個I/O點、模擬量數據的實時狀態，方便用戶快速地查明故障的原因，迅速地排除故障。

三、PLC技術在工業自動化的應用與分析

PLC已經廣泛地應用在工業領域，隨著其性能價格比的不斷提高，應用范圍不斷擴大。其應用主要分為以下幾個方面：

(一)開關量的邏輯控制

PLC可以通過邏輯指令來實現梯形圖中觸點和電路的串并聯，代替繼電器進行組合邏輯控制、定時控制與順序邏輯控制。不論是一對一的控制還是一對多的控制，都可以實現一種自動化控制。比如現在工業中應用較多的注塑機、組合機床等。

(二)模擬量的控制

在實際的工業生產過程中，溫度、壓力、流量等生產要素經常會出現在自動化控制過程中。而對這些模擬量的控制運用最多的便是PID閉環過程控制。PLC通過模擬量I/O模塊，實現模擬量(Analog)和數字量(Digital)之間的A/D轉換與D/A轉換，并對模擬量實行閉環PID(比例-積分-微分)控制。下圖是三菱PLC執行PID控制的示例圖：

(三)運動控制的應用

在實際的工業生產中或多或少都會涉及到與運動相關的環節。PLC使用專用的指令或運動控制模塊，對直線運動或圓周運動的位置、速度和加速度進行控制，可以實現單軸或多軸聯動的位置控制，使運動控制與順序控制功能有機地結合在一起。PLC的運動運動控制功能廣泛地用于各種機械，例如裝配機械、機器人、電梯等場合。

(四)數據處理的應用

工業生產中涉及大量的數據信息，而對這些數據資源進行有效的收集、整理、和分析對工業生產起到關鍵性的作用。而PLC具有數據傳送、轉換以及數學運算等功能，可以完成數據的采集、分析、處理。這些數據可以與存儲器中的參考值比較，比較二者數據的差別，接著完成控制操作，也可以用通信功能傳送到別的智能裝置或者打印成表。

(五)通信聯網的應用

PLC具有多種通信接口，有很強的通信聯網能力。PLC之間、PLC與上位機、PLC與其他智能控制設備之間可以通過不同的通信協議聯網通訊，實現遠程數據的交互處理和信息共享。PLC與其他智能控制設備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統。

四、結語

現階段，將PLC技術運用到工業自動化控制系統當中特別關鍵，這也是未來的發展趨勢。PLC技術的實施可以提升工業自動化系統的可靠性、穩定性，可以幫助企業更快、更好的發展，讓企業的經濟效益更加可觀，也幫助企業在快速的社會發展市場中占據有利地位。所以，我們應當不斷優化和持續改進PLC技術，充分發揮PLC技術的優勢，使其更好地應用于工業自動化的領域中。