淺談PLC在工業自動化控制領域中的應用

孟友 韓斌 冉剛 袁萬鑫 車繼強

摘要：隨著我國科學技術的不斷發展，可編程控制器在工業自動化領域中的應用越來越廣泛，通過對PLC的組成原理和相關構件進行分析，以及目前PLC在工業自動化控制領域中的發展現狀進行研究，能夠充分反映出PLC技術正朝著自動化、信息化、智能化的方向發展。

關鍵詞：PLC;工業自動化;控制領域

隨著PLC在工業自動化領域中的廣泛應用，與PLC相關的產品種類也變得越來越多。其型號、容量、性能以及指令系統會存在著差異性，使用的場合也大不相同，所以PLC在控制系統中的應用也就顯得非常重要。為了能夠更好地適應當前工業領域的發展趨勢，結合自動化和信息化的方向發展，必須注重PLC技術的研究，并且加強PLC技術的應用，才能夠充分提高工業自動化控制領域的水平。

1 PLC及其組成構件

PLC早期稱作可編程序邏輯控制器，后面隨著科學技術的不斷發展，在工業控制裝置中使用了較小的微型處理器，其功能遠超過邏輯控制器的范圍，所以現在的PLC稱作可編程控制器。PLC作為一種微型處理器，融合了自動控制技術、計算機技術、通信技術等，在工業自動化控制中有著非常重要的作用，PLC具有較強的抗干擾能力、性價比較高、適用性較小、重量輕安裝方便等優點，深受各領域及工程技術人員的歡迎。現在工業自動化的三大支柱企業是PLC技術、計算機技術和機器人技術，從這里可以看出PLC技術已經成為了工業自動化領域中的主導力量。

PLC實際上是一種專門用于工業控制的計算機，它的硬件結構與微型計算機基本保持一致，其主要的組成構件有：

（1）電源：PLC的電源為整個系統的工作提供電源，確保PLC各個模塊中的集成電路能夠實現正常工作是整個系統中非常重要的環節。

（2）中央處理單元：CPU是PLC控制中樞和核心部分，每一套PLC系統至少有一個中央處理單元，其主要的工作是進行邏輯和數學運算，對整個系統有著控制作用。

（3）存儲器：存儲器可以分為系統存儲器和用戶存儲器，主要是用來存放系統在生產過程中的監控、用戶程序和邏輯變量以及其他相關信息等。

（4）輸入輸出接口電路：該模塊是PLC與現場設備輸入輸出的接口電路，在工作時可以按照輸入輸出接口電路的數量來確定模塊的規格，但是輸入輸出接口電路的數量受到PLC系統底板容量的限制。

（5）編程設備：編程設備主要是用來對PLC進行開發、運行、檢修維護的構件，并不直接參與到整個系統的控制。

2 PLC的工作原理

2.1 輸入采樣階段

在該階段，PLC以掃描的方式對各個接口的狀態和數據進行有效讀入，并存儲到相應的單元內，在同一個掃描周期內，單元的狀態和數據是保持不變的。所以如果對脈沖信號進行輸入時，則輸入的脈沖信號寬度必須大于掃描周期，才能夠確保輸入信號的讀入。

2.2 用戶程序執行階段

作為PLC的一個掃描周期內的第二階段，這是PLC是按照梯形圖的形式，從上而下依次對用戶程序進行有效掃描，對每一個梯形圖又是按照從左到右、從上而下的順序，對各個觸點的控制線路進行邏輯運算，之后按照運算結果對輸出點的邏輯線圈進行相應儲存，然后再進行刷新，因為采取的是掃描技術，所以在一個掃描周期內只會對梯形圖下面的線圈或者數據起到作用，而排在上面的線圈或者數據只有在下一個掃描周期內才會被刷新。

2.3 輸出刷新階段

輸出刷新階段是指PLC一個掃描周期后的最后階段，在該階段 CPU根據上一階段執行完成以后，對各個模塊的狀態和數據進行輸出鎖存并對電路進行刷新，然后再驅動輸出電路輸出到相應的外設設備，這時才能完成一個PLC的控制周期。

3 PLC在工業自動化控制領域中的應用及發展趨勢

自從PLC技術出現以來，在工業自動化控制領域中就有著非常重要的作用，以各式各樣的自動化控制系統提供了有效地控制應用，PLC的主要作用是為工業自動化控制領域提供有效的解決方案已經逐漸適應了現代自動化工業企業的需求。尤其是在計算機技術和通信技術的發展階段，工業自動化控制領域也發生了重大的改革，PLC所采用的經營技術能夠有效增強系統在使用過程中的開放性，也在不斷擴大工業自動化領域中的應用。PLC主要融合了自動化技術、計算機技術、通信技術和制造技術，為我國工業企業的自動化控制帶來了便利。

隨著科學技術的快速發展，微型計算機所采用的PLC功能變得更加強大和靈活， PLC作為現代工業自動化企業中的重要組成部分，已經在我國眾多領域中得到了廣泛應用工業自動化的控制系統，已經離不開PLC系統的應用，PLC的控制模式從簡單的邏輯模式順序模式發展到復雜的運動模式、信息控制模式，以及遠程控制，已經是逐漸適用于各行各業的發展。

（1）邏輯控制：該環節是PLC最為基本的應用領域，逐漸取代傳統的繼電器，從而實現邏輯控制和順序控制，即可用于單獨設備的控制，也可用于多臺設備的同時控制，從而形成了自動化流水線。

（2）運動控制： PLC控制脈沖做圓周運動或者直線運動實現機械的運動控制該控制對脈沖信號的位移量很小，因此 PLC的運動控制具有較高的準確度。

（3）過程控制：該控制是對電流、電壓、溫度等模擬量進行有效控制，從而使系統能夠按照相關要求進行工作，該控制主要分為閉環控制和開環控制，對于大型的煉化企業有著非常重要的作用。

（4）信息控制：信息控制是利用PLC的數學運算、數據傳輸和數據轉換等功能來實現數據的采集和處理功能，該控制意味著PLC能夠實現信息轉換。

（5）遠程控制：通過PLC的通信接口和互聯網模塊的通訊功能，從而實現了PLC的遠程控制。

4結束語

綜上所述，工業自動化的控制應用必須要保證生產產品的質量，在生產過程中不需要過多的人員參與，而保證產品的質量是通過在線質量檢測儀器來檢測產品的，合格的應用能夠提供準確的測量值和檢測狀態。PLC長期以來在工業自動化領域控制中有著非常重要的地位，因此PLC所具有的優勢對工業企業的發展是非常重要的。

參考文獻

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