PLC的发展及应用（精选10篇）

PLC的发展及应用 第1篇

关键词：PLC应用,趋势,探究

前言

可编程序控制器(P r o g r a m m a b l e Logic Controller)简称PLC,其定义是:专门为在工业环境应用而设计的一种数字运算操作的电子系统。它采用一类可编程的存储器,用于存储用户程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟量输入,输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。随着科学技术的进步和可编程序控制器的不断发展,功能不断增强,其定义也会发生变化。可编程控制器(以下简称PLC)从其产生到现在,实现了接线逻辑到存储逻辑的飞跃;其功能从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制的进步;其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提高,成为工业控制领域的主流控制设备,在各行各业发挥着越来越大的作用。

一、PLC可编程序控制器的组成

可编程控制器实质上是一种工业控制专用计算机,其系统的实际组成与微机基本相同,一般由以下五个部分组成:

1. 中央处理器。

进行逻辑和数学运算,控制整个系统,使之协调地工作;

2. 存储器。

用于存放系统的监控程序、用户程序、逻辑变量和一些其他信息;

3. 接口电路。

它是PLC与现场设备以及外围设备的联系通道,如输入/输出接口、键盘/显示接口、通信接口和扩展接口等等;

4. 输入,输出电路。

输入电路用来对输入信号进行隔离和电平转换;输出电路用来对PLC的输出结果进行放大和电平转换,驱动现场设备;

5. 电源。

包括系统电源、备用电源和掉电保护电源等。

二、PLC可编程序控制器的工作原理

PLC首先用户根据控制要求编制好程序并输入到PLC的用户程序存储器中,PLC工作的时候,CPU对用户程序做周期性的循环扫描的方式来完成,在没有跳转指令的情况下,CPU即输入采样、用户程序执行和输出刷新3个阶段。完成上述3个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述3个阶段,一个周期所用时间为:T=(读入时间*输入点数)+(运算速度*程序步数)+(输出时间*输出点数)+自诊断时间,在每次的扫描过程中,还要完成对输入信号的采集和对输出状态的刷新等工作,成为可编程序控制器的实际输出。

三、PLC可编程序控制器在工业自动化领域中的利用

目前,PLC技术已在国内外被广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,目前主要是用于以下几类:

1. 开关量逻辑控制

取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

2. 工业过程控制

在工业生产过程当中,存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量(即模拟量),PLC采用相应的A/D和D/A转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

3. 运动控制

PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块,如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

4. 数据处理

P L C具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

5. 通信及联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展,现在的PLC都具有通信接口,通信非常方便。

6、用于远程控制

远程控制是指对系统的远程部分的行为及其效果实施检测与控制。PLC有多种通信接口,有很强的联网、通信能力,并不断有新的联网模块与结构推出。所以PLC远程控制是很方便的。PLC与PLC可组成控制网。可通信、交换数据、相互操作。参与通信的PLC可多达几十、几百个。网与网还可互连。这样,参与通信的PLC就更多,甚至不受限制。

P L C与智能传感器、智能执行装置(如变频器),也可连成设备网。也可通信、交换数据、相互操作。可连接成远程控制系统,系统范围面可大到几十、几百米或更远。这种远程控制,既提高了控制能力,又简化了硬件接线及维护。PLC于可编程终端也可联网、通信。

P L C的数据可在它上面显示,也可通过它向PLC写数据,使它成为人们操作PLC的界面。PLC可与计算机通信,加进信息网。利用计算机强大的信息处理及信息显示功能,可实现计算机对控制系统的监控与数据采集S C A D A(S u p e r v i s o r y C o n t r o l a n d D a t a A c a q u i s i t i o n)。同时,还可以用计算机进行PLC编程、监控及管理。

PLC还有以太网模块,可用其使PLC加入互联网。也可设置自己的网址和网页。有这样PLC控制的工厂,有人称之为透明工厂。在地球上任何可上网的计算机,只要权限允许,就可直接对其进行访问。远程控制威力是无比的,可提升PLC的控制能力和控制领域。在战争中远程控制对提高控制效益也是很明显的。总之,远程控制也已是PLC应用的重要方面。

四、PLC可编程序控制器的特点

1. 可靠性高,抗干扰能力强

由于工业生产的环境条件远比通用计算机所处的环境差,因此要求PLC具有很强的抗干扰能力,并且应能在比较恶劣的运行环境中(如高温、过电压、强电磁干扰和高湿度等)长期可靠地运行。

2. 配套齐全,功能完善,适用性强

PLC发展到今天,已经形成了各种规模的系列化产品,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

3. 易学易用,深受工程技术人员欢迎

PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。

4. 系统的设计,工作量小,维护方便,容易改造

P L C用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时日常维护也变得容易起来,更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。这特别适合多品种、小批量的生产场合。

五、PLC可编程序控制器的发展趋势

21世纪,PLC会有更大的发展。从技术上看,计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上,会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现;从产品规模上看,会进一步向超小型及超大型方向发展;从产品的配套性上看,产品的品种会更丰富、规格更齐全,完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求;从市场上看,各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破,会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面,会出现国际通用的编程语言;从网络的发展情况来看,可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统D C S(D i s t r i b u t e d C o n t r o l S y s t e m)中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展,可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分,将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。

目前的各个公司都在满足用户需求开发多功能集成的PLC,针对不同行业的不同要求,应该从软硬件方面着手。

硬件上针对一体型PLC,应该集成多种特殊应用功能,同时增加扩展单元的特殊功能。而模块型PLC,应该增加具备特殊功能的模块。

软件上应该具备程序打包功能,能够针对相应的控制系统,使用相应的指令,使原本复杂的程序集成为一条指令和一些参数设置就可以实现,这样,使用者可以按照自己的设计思路,控制系统独特性,进行单独的指令开发,同时也增强了程序的保密性。

结束语

PLC的发展及应用前景探析 第2篇

关键词：PLC 工业自动化 发展趋势 应用前景

中图分类号：TP342 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0094-01

在当前工业自动化发展背景下，PLC控制手段的出现加快了工业自动化的发展进程，从其当前发展趋势我们不难预测PLC技术的应用前景是极其广阔的。系统控制方面，多样化的系统控制功能使得PLC系统兼具信号采集、信息输入、数据运算、逻辑信息处理、定时存储及网络通讯等功能，这些功能为实现国内工业系统的远程化、智能化和自动化提供了可能。从可靠性和安全性角度来看，PLC在电气设备可靠性方面越发强调抗干扰能力的体现，无论置于何种环境之下它都可以持续工作。行业化的PLC技术应用从硬件集成和软件控制的角度突出了自身的技术优势，使得工业控制范围不断扩大。

1 关于PLC的发展

1.1 PLC的概念和特点

PLC，意指可编程逻辑控制器，其核心配置以微处理器为主，是一种融合了电子通信技术、网络控制技术、自动化电器处理技术的新型电子装置设备。PLC主要应用于我国的工业生产领域，为工业生产的自动化发展创造了无限可能。关于PLC技术的应用特点，主要表现在以下五个方面：第一，PLC技术具备了高可靠性与抗干扰性的双重特点，从工业控制角度提升了生产工艺的制造水平，延长了元件的使用周期；第二，简单易学的编程是PLC技术的功能性体现，无论是数据处理还是逻辑运算都能够在网络技术的辅助下得以优化，实现工业生产的过程性控制；第三，PLC技术的通用性使得工业产品生产方面已经具备了标准化与模块化的系统方案，接口控制更加易于操作；第四，从设计与调试的工作量方面也相对变少，利于器件的使用与维护；第五，PLC在使用能耗方面也相对节能，这不仅节省了控制系统的所占面积，在资源利用方面也更加高效。

1.2 PLC的发展趋势

在工业应用过程中，PLC的发展受到了业界人士的一致好评，无论是工业生产的自动化还是制造系统的控制都得到了广泛应用。开关量逻辑控制方面，PLC的出现替代了原有的继电器控制设备，从逻辑控制角度提升了工业系统的可靠性与安全性。类似机电设备中的冲床、运输带或是化工设备中的电磁阀等都突出了PLC技术的使用优势，就连当前的核心站系统也与PLC技术之间有着密切联系。运动控制领域，PLC技术主要应用于金属的成型机械或是配装设备。闭环过程控制领域，主要运用PLC技术来处理锅炉或是热炉装备，以提高温度的可控性。数据处理领域，PLC技术还有类似数学运算的查表与排序功能，这对提升柔性制造系统的可靠性大有裨益。除此之外，PLC技术还实现了对工业机器人的系统控制和处理，提高了自动化控制的有效性。

2 关于PLC的应用前景

我国当前的制造业发展与国外相比尚存在一定差距，这主要是由于国内工业生产的自动化水平还有待提高，与国际标准之间还有距离。工业领域的自动化生产推动着PLC技术在我国的应用和普及，无论是产品类型还是市场需求都亟需从技术革新角度来体现科技为工业生产领域带来的发展优势。

2.1 我国PLC技术的应用前景

纵观当前国内的工业自动化发展水平，无论是控制系统的技术处理还是网络化模式的应用程度都处于发展阶段，其自动化水平与发达国家之间还存在着明显的距离。甚至在我国的机械行业仍然采用的是传统的继电器设备，工业生产的自动化亟需技术革新。对于制造业的自动化控制来说，PLC技术的应用显然是劳动生产率及产品自身质量的根本保障，在离散控制过程中为PLC技术的应用与推广创设更加广阔的发展空间。此外，PLC技术崇尚的低碳理念也是今后工业发展的主流方向，生产效益的提升必须建立在必要的环境保护基础之上，无论是化工行业领域还是交通运输业的应用都需要从根本上突出PLC的环境保护优势，体现PLC应用于工业制造业的技术发展优越性。从目前的发展趋势来看，PLC技术在我国的应用还有广阔的空间亟待挖掘，只有真正从市场发展与经济效益提升的双重角度来凸显PLC的技术革新才能从根本上发挥PLC技术的系统功能。

2.2 PLC在发展过程中的注意事项

关于PLC技术在今后发展过程中的注意事项主要表现为以下几点：其一，突出PLC技术在行业应用中的重点。专业化的PLC技术革新需要从行业特点及行业优势出发切实保证行业发展重点的突出，而稳定的行业客户就成为了PLC技术发展的根本保障。其二，从产品使用优势角度来拓展PLC技术的定制需求，产品优势的突出依赖于必要的市场需求，这就需要PLC使用主体能够从个性化定制角度来提升产品的市场影响力。其三，在PLC软件开发力度方面也应做到切实满足市场需求，PLC软件使用过程中的一些复杂控制程序都源于基本软件的开发，这也需要在今后的PLC发展及应用过程中得以体现。

3 结语

从当前PLC技术的应用趋势我们不难看出，今后PLC的发展前景主要集中表现为三大方向。其一，PLC技术的专业化发展。伴随工业系统的自身功能不断增强，PLC技术能够根据行业特点来合理调整自身的产品建设，从产品性能与系统成本的双重角度来体现PLC技术与应用系统的专业化特征；其二，PLC技术的规模化发展。这一规模化发展进程既包括了小型系统化发展又涵盖了大型应用领域系统的研究，从根本上保障了所有客户的使用需求；其三，PLC技术的标准化发展。标准化的PLC技术接口从全新开发平台的角度出发体现了结构系统的开放性特征，标准化发展更趋全面。可见，PLC在工业应用领域的拓展与深入是实现工业自动化的必然要求，同时这一技术革命也为网络时代的到来做好了技术铺垫。

参考文献

[1]齐从谦，王士兰.PLC技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2000.

[2]杨晖，张凤言.大规模可编程逻辑器件与数字系统设计[M].北京：北京航天航空大学出版社，2001.

PLC的发展及应用 第3篇

PLC是一种集计算机技术、自动控制技术与通信技术为一体的数字运算操作的电子系统。PLC的开发初衷就是专门针对工业环境,逐步实现从单台设备的控制到整个工厂流程自动化的发展要求。随着软、硬件的设计与开发,使编程过程简单化从而使PLC的控制更为灵活,并具有高度的可靠性与抗干扰能力等优点。PLC的功能也有了本质的变化,从最初简单的逻辑控制、顺序控制,逐步进化到复杂的连续控制和过程控制领域,这一系列的演变过程代表了工业自动化程度的不断提高,象征着现代工业的腾飞和进步。

2 PLC通信功能

2.1 PLC通信功能的发展

PLC通信包括PLC间的通信以及PLC与其他智能设备间的通信两种。随着信息时代的到来,信息的传输比任何时刻都尤为重要,如何将重要的数据共享或传递给其他系统来进行处理,也是PLC通信功能体现。各PLC厂商都注意到了PLC的通信功能需求,进而开发了各自的网络系统,配置了通信接口,用来实现设备间的通信互连功能。除了硬件方面的配置以外,在软件方便各PLC厂商也都提供了一些在不同链接模式下应用的通信协议。与计算机的连接功能,是以遵循ASCII传输为前提,免去了PLC端用户程序设计的麻烦,使传输过程更加便于操作。其他的并行链接、N-N链接以及I/O链接等也只需用户简单的设置,就可以自动实现周期性的通信传输功能了。

2.2 PLC通信协议的统一

由于PLC厂家提供的专用通信协议兼容性较差,给不同厂家的产品之间的信息传递带来了不便,因此,目前的PLC厂家已经开始采用国际标准的通信协议来替代原有的专用协议,提高PLC通信的开放程度。在众多的传输协议模式中,ASCII与RTU是目前应用较为广泛的,因此,Modbus协议自然成为了PLC领域默认的标准协议,PLC厂家的也都是基于这个协议标准来制定各自的连接系统。

3 PLC在工业自动控制中的应用

微电子技术与计算机技术的结合,使PLC的功能变得更加强大,通过可编程控制的实现,为PLC增添了使用上的灵活性。目前PLC应用范围之广,在工业自动控制中发挥着不可替代的重要作用,钢铁、化工、石油、机械制造、汽车等领域对PLC的依赖程度也越来越高。控制模式的多样化发展是PLC进步的成果之一,也是PLC功能强大的体现。

3.1 顺序控制

随着技术的进步,顺序控制也不再是传统的继电器触点式控制模式了,而是通过PLC触点的状态信息来实现。只需要简单的执行指令就可以进行有序的控制,这是PLC设计的初衷,是PLC基本功能优势的体现,在顺序控制领域,PLC已经一枝独秀的领先于其他技术,在工业领域发挥着不可替代的作用。

3.2 过程控制过程控制是对针对模拟量的工作过程,是通过

对连续变化的电流、电压、温度、压力等模拟量的当前与历史输入状况的分析,产生用户要求的开关量,使系统工作参数能够按一定要求工作。[1]过程控制的代表类型是开环控制与闭环控制,这种控制手段在冶金、化工、锅炉控制等方面的应用效果都非常明显。

3.3 运动控制

机械的运动特性,为PLC的控制提出了新的要求,控制对象的直线运动或者圆周运动等情况下,PLC可以利用对脉冲量的控制来实现机械的运动控制。脉冲控制的位移量很小,因此,PLC运动控制的精确度也很高。

3.4 信息控制

信息控制实现的是数据处理的功能,通过对信息的采集、处理、存储与传输,实现信息控制的目的,并兼具数据分析能力。信息时代的发展要求,赋予了PLC的控制工作新的信息属性,信息控制的实现也标志着PLC信息化功能的转变。

3.5 远程控制

利用PLC的通信接口与联网模块的通信功能,可是实现PLC的远程控制。控制方式主要有PLC与PLC控制网的远程互连控制,PLC与智能终端的互连来实现的远程控制,还有PLC与计算机终端、以太网的连接控制方式等等。

4 PLC应用中存在的问题

P LC的正常运行是工业自动化生产流程的保障。尽管PLC的使用非常简便,但对于工业生产的很多特种环境来讲,是会对PLC的工作产生一定影响的,从而妨碍工业生产的正常运行。

4.1 温度

PLC有自身的工作温度限制,温度上限为55℃,下限不低于0℃,因此在PLC的安装过程中要充分考虑到散热性要求,并尽可能原理发热量大的电器元件,防止阳光直射。如果周围工作环境温度大于55℃时,还要考虑安装通风或制冷装置,来降低工作温度,从而保证PLC工作的温度要求。

4.2 湿度

元器件的绝缘性能与环境中的水汽含量有关,湿度控制是PLC元件稳定性的保证,要始终将湿度范围控制在85%以下。

4.3 震动

PLC对防震也有一定的要求,尽可能的远离强烈的震动装置,防止振动频率为10~55Hz的频繁或连续振动,必要时可以采取减震措施来减轻震动带来的危害。

5 结语

随着电子技术和计算机技术的不断进步,PLC也经历了突飞猛进的发展,PLC应用领域的扩大和对PLC功能需求的提高,不但使PLC的功能更加完善,也使PLC实际应用中存在的问题得到深入的研究和讨论。通信功能的日益完善为工业生产的远程控制提供了更加可靠的数据传输,从而适合更加复杂的工业生产场合。PLC在工业领域作用的日益重大,不但是今后工业自动化发展的有力支撑,也是工业化生产的主要依托。

参考文献

[1]陈在平.可编程序控制器技术与应用系统设计[M].北京:机械工业出版社,2009:12-13.

[2]袁任光.可编程序控制器应用技术与实例[M].广州:华南理工大学出版社,2009:23-25.

PLC在工业自动化中的应用及发展 第4篇

关键词：PLC；工业；自动化；控制；前景

中图分类号： TH86 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）17-131-2

0 引言

可编程控制器（PLC）应用时间不长，但却得到了很大发展，各方面的性能不断完善，已经由初期的替代继电器控制系统逐渐发展至工程技术界的多个领域。工业领域生产水平的提升，同样离不开PLC控制技术的应用。笔者结合自身的工作经验，对PLC控制原理、在工业中的应用状况以及发展趋势进行探讨，希望能对相关人员提供一定参考。

1 PLC控制技术概述

1.1 PLC控制技术简介

PLC控制技术是在自动化技术、计算机技术和通信技术的基础上发展起来的一门综合性技术，该技术具有可靠性高、适应性好、通信能力强以及功能扩充性高等多项优点，因此得到了广泛应用。PLC最早应用于工业领域，极大的提高了工业生产领域的自动化水平和控制水平，提高了工业生产的可靠性，有效的促进了工业领域的发展。随着工业领域的不断发展，生产工艺逐渐复杂，需要控制的对象难度发生了很大改变，工作环境和工作时长也有了新的变化，这就对PLC控制技术提出了新的要求。

1.2 PLC控制技术原理分析

PLC控制技术的应用需要经过输入采样阶段、程序执行阶段和执行后的输出阶段，三部分相互配合，才能完成一个完整的周期任务。

1.2.1 输入采样阶段

PLC控制技术应用的第一个阶段是采样阶段，扫描设备按照一定顺序读入所有输入状态和相应的数据，并将读入的状态和数据存储到PLC映象区的控制单元，完成输入后直接进入到用户程序的执行阶段，同时刷新数据，确保输入数据的准确性。

1.2.2 用户程序执行阶段

PLC控制器在执行阶段会对用户程序进行完整扫描，确保输入程序已经被读入。扫描过程中会按照既定的顺序和路线进行程序运算，一般由左至右依次进行，然后根据相应的逻辑运算得出与存储状态和数据相符合的结果，确定命令得到准确执行。

1.2.3 输出阶段

PLC完成采样和执行阶段后，进入输出阶段。输出前，需要对存储状态和数据进行刷新，然后控制电路驱动相应的外围设备，使其执行具体的操作，输出完成。

2 PLC控制技术在工业自动化中的应用

2.1 PLC控制技术的应用现状

PLC控制技术具有多项优势，因此在工业自动化中得到广泛应用，主要表现在：

2.1.1 对开关数量的逻辑控制

开关数量的逻辑控制是工业实现自动化的关键，PLC技术不仅能实现顺序控制，还能实现逻辑控制；在数量方面，PLC既可实现对开关的一对一控制，也可实现一对多的控制，以满足较高的生产需求。开关的自动化控制是工业实现自动化的基础，比如组合机床、注塑机、定数的玻璃等都应用了PLC控制技术，该技术的应用丰富了机器设备的功能，满足了现代工业生产发展的需要。

2.1.2 对工业过程的控制

现代工业市场的竞争日益激烈，PLC控制技术的应用已经成为工业企业提高自身竞争力的重要手段，PLC应用过程中不仅可适合离散过程的控制，还能对连续过程进行自动化控制，这对企业自动化生产线的连续运行十分有利。伴随着PLC技术应用范围的推广，该技术的功能也逐渐强大，工业生产过程也发生了根本性的变革。

2.1.3 对运动的控制

PLC控制技术在不断应用的同时，其性能研究也在不断进行。PLC技术不仅能对直线运行进行自动化控制，还能对圆周运动进行控制。除此之外，电梯、机器人、各类运动机械的运动也能利用PLC控制技术进行准确控制，这也是PLC控制技术未来发展的一个重要方向。

2.1.4 对数据处理的控制

PLC控制技术在数据处理方面同样具有优势，可对数据进行传送、运算、排序、转换、位操作、查表等多种操作，而且能根据实际情况，灵活完成数据采集、分析及相关的处理任务，并将处理结果与所存储的参考值进行对比，根据数据的差别完成控制操作；还能将处理结果传送至其他智能设备进行远程控制。PLC控制技术的数据处理功能可用在无人控制的柔性制造生产线的大型控制系统中，或者冶金、造纸、食品工业等其他大型控制系统中。

2.2 PLC应用注意事项

2.2.1 温度对PLC的影响

PLC控制器在运行过程中受温度影响较大，因此，应做好温度的控制工作，使其维持在0-55℃范围内，确保设备的正常运行。根据以上要求，在安装PLC控制器时，要选择合适的位置，若安装位置处于温度较高处，应在周围地区安装散热装置；若安装位置处于温度较低处，则应做好保暖措施。只有PLC控制器处于正常范围内，其性能才能正常发挥，否则将对工业生产过程产生影响，给企业造成巨大损失。

2.2.2 湿度对PLC的影响

PLC属于电子器件，因此也受到湿度因素的影响。工业生产中，个别生产线环境较为特殊，空气中的相对湿度偏高，而且无法采取有效措施减少空气相对湿度，这种情况下，PLC控制器的运行就受到很大威胁。试验表明，空气中相对湿度85%以下才能确保PLC控制器稳定运行；另外，在做好湿度控制的同时，还应确定空气中有没有凝露现象，以免水分过多降低PLC的绝缘性。

2.2.3 电源对PLC的影响

PLC的运转离不开电源提供动力支持，试验表明，PLC运行需要50HZ，220V的交流电源，电源持续稳定供电，是PLC控制器稳定运行的基础。PLC本身具有电源线的抗干扰能力，对要求较高的工业生产而言，可以通过安装屏蔽层的措施，避免电源线的干扰。若PLC控制器输入端、输出端的电压不同，也可采取直流稳压电源，以确保控制器能够获得稳定的能源动力。

2.2.4 振动对PLC的影响

PLC控制器在工作过程中，不可避免的会遇到振动问题，振动达到一定程度可能会损害PLC的控制性能，为此，应将PLC控制器安装在原理振动源的地方，避免与振动源接触；若无法避开振动源，可采取措施降低振动对控制器的损害，如减震胶就是一种较为常用的保护措施。

3 PLC控制技术发展前景

随着控制系统复杂性和精确性的提高，PLC控制技术也将做出相应提高，并向着多样化和智能化方向发展；同时PLC在运算能力方面也会不断改进，以满足现代控制系统的高速、高容量要求；PLC控制器性能不断发展的同时，其技术也越来越成熟，成本将逐渐降低；最后，PLC还会朝着设计人性化、产品多样化、功能智能化多个层面综合化发展，以满足市场的不同需求。

参 考 文 献

[1] 甘能.基于PLC控制技术在工业自动化中的应用研究[J].电子技术与软件工程，2015，06：159-160.

[2] 刘相宏，张江水.MCGS工业自动化控制组态软件实现化学水箱水位控制[J].新疆电力技术，2010（03）.

[3] 史殿义，赵清江，李铁林，周秉凯，宋淑军，何春景，付庆祥，梁伟.“安全监控网络法”简介[J].化工劳动保护，2000.

[4] 张明光.PLC在工业自动化控制中的应用研究[J].吉林工程技术师范学院学报，2012（07）.

[5] 邓高寿，潘宏侠.PLC在工业自动化控制领域中的应用及发展[J].机械管理开发，2006（03）.

[6] 蒋静瑚，白志青，李言武.基于CDIO模式下《PLC》课程教学模式的研究与实践[J].才智，2016（08）.

[7] 郭东平.高职《PLC应用技术》课程考试考核方式的改革与实践[J].杨凌职业技术学院学报，2016（01）.

[8] 何云静.电气控制与PLC技术教学改革[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2015（11）.

浅谈PLC技术的应用与发展 第5篇

1 PLC技术简介

1.1 PLC技术的定义

PLC其实是一种可以进行工业控制的计算机, 它的硬件结构与常规的计算机是很相似的, 也是由像电源、输入输出接口电路、存储器以及CPU等构成。PLC是我国及世界各国的科技不断进步的大背景下发展起来的, 传统的PLC经过大量的技术革新, 发展成为今天的功能强大的PLC, 由于现代PLC的高性能和可靠性, 它在各个工业控制领域得到了非常广泛地应用, 并且发挥着不可替代的作用。传统的PLC存在的一些制约性问题是促使PLC发展的动力, 这些问题主要体现在各个厂家的PLC产品缺乏兼容性, 而且性价比比较低。在这种情况下, 软PLC诞生了, 软PLC是工业控制进入新时期的标志[1]。

1.2 PLC技术的工作原理

目前, PLC已经发展成为克服原来互不兼容的缺陷, 采用了统一的工作原理, 即微型计算机运行方式。在实际工作中的PLC可以分成三个工作阶段, 即输入采样、用户程序执行以及输出刷新。在PLC的运行过程中, 这三个过程会被PLC的CPU重复执行。而它的实际工作原理和微型计算机是相似的, 都是需要依靠中央处理器来控制整个系统, 而且这个部分也负责进行逻辑和数学计算的;同时整个系统还需要借助借口电路同现场设备进行连接;整个系统的运行也离不开存储器, 它是储存一下重要程序和信息必不可少的部分;而且在系统的运行过程中, 电源、输出电路以及输入系统也是不可或缺的部分[1]。总之, PLC的运行是在系统的各组成部分共同作用下完成的。

2 PLC技术的基本应用

2.1 用于开关量的控制

随着科学技术的不断发展, PLC的功能越来越强大, 也正因为如此PLC被广泛地应用到各个工业控制中, 而PLC技术的基本应用中就包含了开关量的控制。开关量控制技术是PLC技术中非常基本的控制技术之一, 这种技术的优势主要体现在它可以在数字控制和逻辑控制共同作用时, 对多个设备进行流水线控制, 而且也很好的代替了原有的控制电路部分;另外, 这种技术非常便于操作, 控制效果比较理想, 它克服了传统的一机一源的弊端, 正是因为这些优势, 开关量控制技术被广泛地应用到很多工业控制中, 比如说平板硫化机、数控机床、注塑机的控制均采用了开关量控制技术[2]。

2.2 用于模拟量的控制

PLC的功能越来越强大也展现在它用于模拟量的控制, 这种控制技术也一种很典型的工业控制技术, 在中控制技术主要应用在设备的温度、气压以及流速方面的控制, 在设备控制的实现过程中, 主要是通过数/模的变换来实现对温度、气压及流速的控制, 这种转换可以有效地控制温度、流速, 让它们始终保持在正常的范围内。另外, 在模拟量控制中, 主要采用数字流量等分线控制参数, 当设备在运行过程中超出了这个参数时, 控制系统就会自动地、及时地作出调整, 可以迅速地恢复到原有的设定值, 这样就可以保证设备正常地、持久地运转。PLC在模拟量控制方面发挥着重要的作用, 使得模拟量控制更加灵敏。

2.3 用于采集数据及处理

PLC的功能还体现在数据采集及处理方面, 在对设备进行控制的过程中, 数据具有一定的显示作用, 数据可以给人们提供很好的反馈。现代的PLC技术功能之所以强大体现在它不仅可以完成数学逻辑运算, 而且可以对数据进行收集和处理 (排序、加工) , 经过数据处理, 所有的数据将变得有序可靠, 对于那些浮动较大的数据还可以进行充分地分析和筛选, 这种数据处理在很多控制系统中是很常见的[2]。

3 PLC技术在现代工业中的应用

3.1 PLC技术在矿山机电控制中的应用

PLC技术在现代工业中的应用是非常广泛的, 其中在矿山机电控制中的应用也是非常常见的。随着我国矿业的不断发展, 对开矿设备的要求越来越高, 矿业也在逐渐实现自动化, 而在矿业自动化的进程中, PLC发挥着不可替代的作用, 在矿业的发展中, 越来越多的设备都采用了PLC控制, 它代替了传统的继电器控制, 发挥出了很好的效果, PLC克服了传统继电器控制的缺陷, 比如说传统继电器控制容易损坏, 而且很有可能产生电弧, 甚至会导致系统错误的操作;而且继电器控制会产生很大的噪声, 浪费大量的电能。在矿山工业中, 采用了PLC不仅克服了继电器控制的缺陷, 而且大大地提升了系统的控制效率, 给矿山工业带来了很理想的收益。目前, 仍有一部分矿山工业在使用继电器控制进行生产, 这就意味着PLC在矿山工业发展中有着比较理想的发展空间[3]。

3.2 PLC技术在工业自动化中的应用

PLC技术在现代工业中的应用还体现在应用于工业自动化中, 而在工业自动化中的应用主要体现在物资供输自动化、生产自动化、设备装配自动化以及检测自动化等。在自动化产业中, 物资运输是非常重要的环节, 它是自动化产业不可或缺的一部分, 而物资运输自动化主要指的是物资运输实现自动化, 物资运输自动化的实现是依靠自动运输设备和自动化软件系统;生产自动化不仅可以自动的进行业务操作, 而且可以进行重复操作, 自动化生产可以完全取代人工操作, 大大地提高了业务效率;检测自动化很大程度地解决了检测工作难度大的问题, 自动化检测代替了人工检测, 这同时也增加了检测的可靠性。

4 PLC技术在铁路电气化中的应用

PLC是综合了计算机、通讯及电子控制的技术, 它被广泛地应用到很多工业领域中, 它也被应用在铁路电气化中。PLC在铁路电气化中的应用主要体现在设备防护和自动装置方面。铁路电气化中, 设备的保护是非常重要的, 而PLC在设备保护方面发挥着重要的作用, 主要是因为PLC带有一定的输入和输出端子, 这个部件是很关键的, 它可以使PLC发挥它的设备保护优势;在自动装置方面, PLC也得到了很好地应用, 主要是通过变电来实现的[3]。PLC技术已经被广泛地应用到很多工业领域中, 并且取得了很好的效果, 应该进一步的利用PLC技术。

5 结语

在我国科技不断发展的同时, 要更好地将各先进技术应用到生产实践当中, PLC技术有着非常强大的功能, 一定要加大对它的利用, 特别是在我国的工业自动化控制方面, 这样可以更好地推动我国经济和综合国力的提升。

摘要：PLC即可编程控制器, 是一种用于数字运算和操作的控制装置, 是一种集计算机技术、通信技术以及自动化控制技术为一体的现代高科技电子系统。随着经济和科技的发展, PLC技术的应用也越来越广泛, 目前已经广泛应用在机械制造、化工、冶金等领域。本文主要介绍的PLC技术及其应用, 为推广该技术的应用作为理论指导。

关键词：PLC,技术,工作原理,应用

参考文献

[1]陶立强, 张恒.面向数控机床的PLC技术研究与应用[J].机械与电子.2012 (01) :12-14.

[2]田立强, 冯秀萍.浅析PLC在自动控制中的应用[J].消费导刊.2013 (14) :19-21.

PLC控制系统的发展及其应用 第6篇

PLC是专门为工业生产服务的控制装置。40年来, 可编程控制器从无到有, 实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃, 其功能从弱到强, 实现了逻辑控制到数据控制的进步, 其应用领域从小到大, 实现了单体简单控制到胜任运动控制。过程控制及集散控制等, 今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流设备, 发挥着越来越大的作用。

PLC是由模仿原继电器控制原理发展起来的, 二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制, 首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令;并通过数字输入和输出操作, 来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求, 并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行, 以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器, 在程序运行过程中, 每执行一步该计数器自动加1, 程序从起始步 (步序号为零) 起依次执行到最终步 (通常为END指令) , 然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC, 循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程, 在解算逻辑方面, 表现出快速的优点, 在微秒量级, 解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理, 16位 (也有32位的) 为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。

相同I/O点数的系统, 用PLC比用DCS, 其成本要低一些 (大约能省40%左右) 。PLC没有专用操作站, 它用的软件和硬件都是通用的, 所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器, 可以接收几千个I/O点 (最多可达8000多个I/O) 。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少, 采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件, 在设计企业的管理信息系统方面, 要容易一些。

2 PLC在各领域的应用

近十年来, 随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大, 越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制, PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高, 今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。

通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器, 但PLC相对一般嵌入式控制器而具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器, 现在正逐步采用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。

3 PLC在发电站中的应用

3.1 发电站工业环境的特点。

发电站的空间存在极强的电磁场, 发电机的电压高达数千, 电流高达数百安甚至数千安, 开关站的输出电压高达数十千伏或数百千伏。由于现场条件的限制 (例如老设备的改造) , 有时上百米长的强电电缆和FLC的信号电缆不能有效的分隔开, 甚至只能敷设在同一电缆沟内。高电压、大电流接通和断开时产生的强电干扰可能会在PLC输入线上产生很强的感应电压和感应电流, 足以使PLC输入端的光电锅台器中的发光二极管发光, 使光电耦台器的抗干扰作用失效, 导致PLC产生误动作。

与一般的工业环境不同, 发电站的继电器控制系统中的继电器和执行机构 (如断路器、接触器和电磁阀等) 使用的是直流220V电源, 在设计PLC的输出电路时, 应充分考虑这一特点。

3.2 对电源的处理。

电源是干扰进PLC的主要途径之一, 电源干扰主要是通过供电线路的阻抗耦合产生的, 各种大功率用电、发电设备是主要的干扰源。

在电力系统中, 如果使用220v的直流电源 (蓄电池) 给PLC供电, 可以显著地减少来自交流电源的干扰, 在交流电源消失时, 也能保证FLC的正常工作。某些PLC的电源输入端内有一个直接对220v交流电源整流的二极管整流桥, 整流滤波后的直流电压送给PLC内的开关电源。开关电源的输入电压范围很宽, 这种PLC也可以使用220v直流电源。使用交流电源时, 整流桥的每只二极管只承受一半的负载电流, 使用直流电源时, 有2只二极管承受全部负载电流。考虑到PLC的电源输入电流很小, 在设计时整流二极管一般都留有较大的裕量, 这种PLC如使用直流220v电源电压不会有什么问题。经过长期的工业运行, 证明上述方案是可行的。

3.3 抗干扰的隔离措施。

PLC内部用光电锅台器、输出模块中的小型继电器和光电可控硅等器件来实现对外部开关量信号的隔离, PLC的模拟量I/O模块一般也采取了光电锅台的隔离措施。这些器件除了能减少或消除外部干扰对系统的影响外, 还可以保护CPU模块, 使之免受从外部窜入PLC的高电压的危害, 因此一般没有必要在PLC外部再设置干扰隔离器件。

如果PLC输入端的光电耦合器不能有效地抵抗干扰, 可以用小型继电器来隔离发电站中用长线引入PLC输入端的开关量信号。光电耦合器中发光二极管的工作电流仅数毫安, 而小型继电器的线圈吸合电压为数十毫安, 强电干扰信号通过电磁感应产生的能量一般不可能使隔离用的继电器吸合。有的系统需要使用外部信号的多对触点。为了提高抗干扰能力, PLC的外部信号、PLC和计算机之间的串行通信线路也可以用光纤或带光电耦合器的通信接口来隔离, 在要求防火、防爆的环境更适于采用这种方法。

3.4 安装与布线的注意事项。

开关量信号 (如按钮、限位开关、接近开关等提供的信号) 一般对信号电缆无严格的要求, 可选用一般的电缆, 信号传输距离较远时, 可选用屏蔽电缆。模拟信号和高速信号线 (如脉冲传感器、计数码盘等提供的信号) 应选择屏蔽电缆。通信电缆要求可靠性高, 有的通信电缆的信号频率很高 (如上兆赫) , 一般应选用PLC生产厂家提供的专用电缆, 在要求不高或信号频率较低时, 也可以选用带屏蔽的双绞线电缆。

PLC应远离强干扰源。如大功率可控硅装置、高频焊机和大型动力设备等。PLC不能与高压电器安装在同一个开关柜内, 在柜内PLC应远离动力线 (二者之间的距离应大于200mm) 。与PLC装在同一个开关柜内的电感性元件, 如继电器、接触器的线圈, 应并联Rc消弧电路。

PLC的I/O线与大功率线应分开走线, 如必须要在同一线槽中布线, 信号线应使用屏蔽电缆。交流线与直流线应分别使用不同的电缆, 开关量、模拟量I/O线应分开敷设, 后者应采用屏蔽线。不同类型的线应分别装入不同的电缆管或电缆槽中, 并使其有尽可能大的空间距离。

如果模拟量输入/输出信号距离PLC较远, 应采用4~20m A或0.10m A的电流传输方式, 而不是易受干扰的电压传输方式。

传送模拟信号的屏蔽线, 其屏蔽层应一端接地, 为了泄放高频干扰, 数字信号线的屏蔽层应并联电位均衡线, 其电阻应小于屏蔽层电阻的1/10, 并将屏蔽层两端接地。如果无法设置电位均衡线, 或只考虑抑制低频干扰时, 也可以一端接地。不同的信号线最好不用同一个插接件转接, 如必须用同一个插接件, 要用备用端子或地线端子将它们分隔开。以减少相互干扰。

3.5 LC输出端的可靠性措施。

继电器输出模块的触点工作电压范围宽, 导通压降小, 与晶体管型和双向可控硅型模块相比, 承受瞬时过电压和过电流的能力较强, 但是动作速度较慢。系统输出量变化不是很频繁时, 一般选用继电器型输出模块。PLC输出模块内的小型继电器的触点很小, 断弧能力很差, 不能直接用于发电站的DC220v电路中, 必须用PLC驱动外部继电器, 用外部继电器的触点驱动DC220v的负载。

断开直流电路要求较大的继电器触点, 接通同一直流电路可用较小的触点。选择外接的继电器时, 应仔细分析是用PLC来控制接通还是断开外部回路。

结语

目前在各行业的微机综合自动化控制系统中广泛使用的PLC, 由于采用了上述的可靠性措施, 在常年连续运行的情况下, PLC都得以长期可靠的工作。

PLC在设备自动化的应用发展综述 第7篇

1、PLC定义

PLC是早期对可编程控制器的称谓, 随着的时代的发展, 技术的进步, 其功能范围也得到极大拓展, 远远超出了逻辑控制范围, 从一定意义上讲, 当今的此种装置被称作可编程控制器更为准确。作为计算机领域中一个重要概念, 可编程控制器的主要用途是作为继电器的替代品, 更好的为工业控制应用服务。

2、工作原理

PLC依据用户程序的的命令要求, 在系统软件控制之下, 按“串行”发生工作, 根据PLC中的CPU顺序扫描各个输入点状态处理数据, 最后向各输出点发出相应的控制信号。CPU在每个时刻只执行一条程序命令直到程序结束, 在此过程中周而复始的进行。

PLC系统的接线量非常小, 因为他只有输入端和输出端采用实际接线, 其他内部的线路都已经通过软件连接起来, 在工作时PLC自动以程序的形式存储在其内部存储器之中, 如果控制要求有所变化只要修改存储器中的控制程序, 就可以完成改变而不用去变动接线, 这就充分体现了控制的灵活性和通用性。

PLC的工作原理为: (1) 输入采样阶段:通过扫描完成输入状态及数据的读入, 并将其保存在I/O映象区对应的单元;结束输入采样进入用户程序执行及输出刷新阶段, 由于I/O映象区中对应单元的状态及数据不会随着输入状态及数据的变化而变化, 所以, 在输入脉冲信号的情况下, 为确保顺利将输入读入, 必须保证此时的信号宽度大于扫描周期; (2) 用户程序执行阶段:PLC在本阶段会对用户程序进行从上到下的扫描。对于梯形图, 首先扫描位于左边的控制线路, 之后依照从左到右、从上到下的顺序开展控制线路的逻辑运算, 并以运算结果为依据, 对逻辑线圈在系统RAM存储区中的对应位状态或者是输出线圈在I/O映象区中的对应位状态进行刷新, 并对是否要执行梯形图指示的功能指令做出判断; (3) 输出刷新阶段:在完成用户程序扫描之后便进入该阶段, 此时, 中央处理器以I/O映象区中对应的状态以及数据为主要依据, 对全部输出锁存电路进行刷新, 之后借助输出电路驱动对应的外设, 从一定意义上讲, 此时才可以称得上是PLC真正的输出。

3、设备自动化

PLC的编程器分为智能编程器、简易编程器以及采用计算机的编程器等。智能编程器价格偏高, 但可以联机编程也可以脱机编程。简易编程器在价格上偏低, 但是功能有限。计算机编程器价格非常高, 在计算机配上相应的软件以后可以适用各类PLC的编程。

随着电子信息技术以及微电子技术的迅猛发展, 设备自动化也取得长足进步, 社会各界对该领域的关注程度也越来越高, 各大综合性高校纷纷设置相关专业。设备自动化的发展呈现出多元化趋势, 特别是随着当前嵌入式、网络以及通信技术的发展, 设备自动化的影响范围日益扩大。当前, 设备自动化与IT技术的融合程度越来越高, 其对工业领域的渗透主要体现在从管理层纵向渗透以及信息技术向自动化设备及相关系统的横向扩展两方面。

二、PLC在设备自动化的应用

1、PLC在数控系统的应用

以具体的控制方式为依据, 可以将数控系统分为有点位控制系统、直线控制系统以及连续控制系统三大类。在进行机械加工过程中, 数控系统点位控制通常用于孔加工机床, 机床移动部件可以进行准确的位置移动, 而不需考虑运动轨迹, 并且刀具在运动中不进行工件切削工作。借助全功能数控装置以及利用单板机或单片机均可以实现数控系统点位控制, 其中, 前者具有较为完备的功能, 但成本相对较高, 并且对于点位控制而言, 不少功能根本用不到;后者不但需要开发相应的软件, 而且需要进行硬件电路、接口电路以及驱动电路等设计, 并且必须对工业现场的抗干扰问题进行全面考虑。

2、PLC在中央空调中的应用

中央空调冷冻系统主要存在三种控制方式, 分别是继电器控制系统、直接数字式控制器DDC以及可编程控制器控制系统。其中, 继电器控制系统出现最早, 由于技术水平有限, 发生故障的几率以及系统复杂程度较高, 并且功耗较大, 当前已经基本淘汰;直接数字式控制器DDC所面临的主要问题就是自身的抗干扰性能不够, 并且在分级分布式结构方面存在一定的不足;相比较而言, 可编程控制器具有运行稳定、可靠性高、便于使用和维护以及优越的抗干扰性能等优势, 在当今高速网络环境中具有极大的应用发展空间。

3、PLC在公路交通系统的应用

在该领域中, PLC主要应用于交通信号灯的控制, 即PLC型交通灯控制器。PLC具有较强的环境适应性以及丰富的内部定时资源, 当前所广泛使用的渐进式信号灯可以借助PLC实现精准控制, 尤其是对于多岔路口而言。当前大部分PLC内部均设置实时时钟, 通过编程控制便可以轻松实现对交通信号灯的无人化管理。

三、发展趋势

设备自动化今后将主要朝着分布式、信息化以及开放式方向发展。分布式的结构是一种能确保网络中每个智能的模块能够独立的工作的网络, 达到系统危险分散的概念;开放化则是系统结构具有与外界的借口, 实现系统与外界网络的连接;信息化则是使系统信息能够进行综合处理能力, 与网络技术结合实现网络自动化和管控一体化。在新的时代, PLC会有更大的发展, 产品的品种会更丰富、规格更齐全, 通过完美的人机界面完备的通信设备成熟的现场总线通信能力会更好地适应各种工业控制场合的需求, PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分, 将在我国的电气自动化建设中发挥越来越大的作用。

摘要：主要用于工业控制应用领域的可编程控制器充当的是继电器的替代品, 随着技术的进步, 器功能范围不断拓展。本文将主要对设备自动化领域中可编程控制器的应用及发展进行阐述。

关键词：PLC,设备自动化,应用,发展

参考文献

[1]焉瑞伟、杜文所:《PLC应用在移动设备中的抗干扰及防范措施》, 《第八届 (2011) 中国钢铁年会论文集 (摘要) 》, 2011年。

[2]邹国清:《电气与PLC控制技术在煤矿安装的应用》, 《煤矿自动化与信息化——第21届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第3届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集 (下册) 》, 2011年。

[3]郜磊:《基于PLC技术对皮带机集中控制系统的优化设计》, 《中小企业管理与科技 (上旬刊) 》, 2010, (02) 。

PLC的发展及应用 第8篇

关键词：PLC控制技术,工业应用,发展趋势

引言

Programmable Logic Controller简称为PLC, 中文名字为可编程控制器, 按照ICE (国际电工委员会) 与1985年1月发表的对其的定义可以表示为[1]:可编程控制器为一种采用数字运算来实现对设备操作的电子系统, 其主要针对工业自动化需求来设计开发, 采用了可编程的存储器, 用于其内部存储逻辑运算、流程控制、计时与定时和算术运算等操作, 再通过数字和模拟两种信号的输入与输出, 控制设备的各种生产动作, 其外围的设备均以便于与工业生产相兼容作为设计的原则。

1 可编程控制技术的应用范围

在PLC控制技术的起步阶段, 其主要被应用在开关量比较多的电器控制系统之中, 到了20世纪90年代之后, 其已经在现代工业控制流程中得到了广泛的应用[2], 到目前的现场总线控制系统, PLC控制都在各种工业生产线中扮演着重要的角色, 分析其得以广泛推广的原因为:

第一, 价格低, 得益于微处理器和其他电子元器件的大批量运用, 其价格也越来越低, 使得PLC的价格也下降了很多。

第二, 功能完善, 伴随着计算机硬件和软件技术的高速发展, PLC的功能也在不断的被丰富和完善, 这不仅可以使得PLC的适用性增强, 同时也使得在面对各种工业生产线的问题时使用PLC都可以得到很好的解决, 可以处理大量的信息, 提高设备的运转效率。

第三, 通讯技术发展, 目前现场总线技术已经成为了各国研究和应用的热点, 其主站和从站都有着PLC控制技术的应用, 基于这样一种技术使得PLC的通讯技术得以进一步发展。目前开放的、标准的PLC也已经走向成熟, 为适应目前和未来的各工业生产线控制问题做好了准备。

目前PLC控制技术已经在很多行业得到应用和推广, 其中包括:机械制造、化工、汽车、钢铁、制药和水泥等工业领域[3], 综合起来其主要的应用范围为:

1.1 中小型单机电气控制系统

这一领域是PLC控制技术应用最广泛的领域, 这些设备普遍都存在大量逻辑控制需求, 所以其也是最适合PLC技术的应用领域, 在这些行业PLC取代了传统的继电器控制方式, 应用了单机控制和群机控制。

1.2 制造业智能化

制造业作为工业的重要组成部分, 其主要是通过生产线实现对工件的加工和处理, 其中包含了很多的顺序逻辑控制动作, 导致在其电气控制系统中存在很多的继电器或者开关, 甚至在一些大型企业数十台数百台设备组合而成的流水线更是对逻辑动作要求很高, 也正是在这样一个大的背景之下PLC控制技术高效的通讯功能使它在制造业领域中各大生产线中占到了主导地位, 起到了很重要的逻辑控制作用。

1.3 运动控制

在企业生产线中很多的动作控制精度都很高, 传统的控制方法在这一方面的欠佳使得PLC完善的位置控制功能得以广泛的运用, 另一方面其专门针对单轴或者多轴伺服电机和步进电机开发的位置控制模块, 这些自动化模块的组合便使得PLC可以满足任何的工业运动控制要求, 极大的凸显了其在工业生产线上运动控制的优越性, 同时其余其他的控制解决方案相比有着价格低、功能稳定、体积小、运行速度快和操作方便的优势。

1.4 过程控制自动化

在工业生产线中流程控制是工业控制的重要组成部分, 其特点为对气体或者流体进行连续的加工和处理, 在流程工业中其主要的以实现对温度、流量、压力和物位等参数进行检测和控制调节, 在一些特定的场合还需要防爆防腐蚀, 在20实际90年代之后PLC控制技术具有了对大量的过程参量进行监控的能力, 与同样用于过程参量控制的传统DCS相比其价格低廉、互联网通讯能力强以及人界交互界面等都具有很大的优势, 使得PLC在过程控制自动化中占据了重要的位置和市场份额。

2 PLC自动控制技术发展趋势

PLC控制技术在工业领域的总体发展趋势为:小体积、高集中度、高效率、易操作、信息化、标准化和与现场总线技术紧密结合等发展的趋势。

2.1 向小型化、专业化方向发展

随着微电子技术的迅速发展, 不断涌现的新型元器件在功能得到不断的提升的同时其价格也不断的降低, 这使得PLC在性能不断强化的同时价格也逐渐的下降, 同时结构紧凑操作也更加方便。

2.2 向高速度、信息化方向发展

目前工业上普遍使用的大中型PLC采用的是多处理器系统, 有的采用的为32位微处理器, 同时其具备了联网通讯的功能, 可同时对多个目标和任务进行数据运算和数据信息传递, 在运行速度提高的同时其存储的容量也在不断的加大, 这也增强了过程控制和运算的能力, 为了实现企业的信息化管理信息技术也渗透到了工业PLC控制技术中。

2.3 向智能化模块方向发展

在复杂多变的工业生产中, PLC控制技术为了满足其在特殊场合的使用能力, 厂家依据客户的需求开发了很多的特殊模块, 这些具备特殊功能的模块都自带了CPU使得其不占用主核心, 不影响PLC扫描的周期, 而其具备了一定的信息处理和控制功能, 对主核心的功能起到了完善与补充的作用, 其软件和硬件都采用可靠性欲便利性的设计, 所以其简化了很多控制系统的设计与编程。

2.4 向互联网功能方向的发展

对于一些大中型的PLC控制系统, 需要将多个PLC控制器和相关仪表连接到一个互联网络, 进行实时的信息交换。而PLC联网的功能强化使得其与PC连接交互的能力增强, 使得集中管理得以在PC平台上实现, 使得整个系统通过网络的连接以及PC的控制形成了一个系统的整体, 这样强大的通讯技术需要Ethernet借口技术的支持, 这也将是PLC技术的重要发展方向。

2.5 PLC在现场总线结束中的发展

现场总线技术作为一种标志性的新型技术, 其使得自动化控制技术进入了一个全新的时代, Fieldbus (现场总线) 是安装在制造生产一线的现场设备与控制室的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线, 伴随3C技术的高速发展, 使得可以通过使用标准化的控制解决方案将不同厂家按照一定的协议将设备组合成一个系统, 实现对大规模工业生产的自动化控制, 而整个系统则处于开放的、标准的、数字的控制平台上, 所以现场总线技术的是工业领域的革命性的突破和发展。

3 结语

3.1 首先本文针对飞速发展的PLC技术, 基于其什么是PLC、他具

备什么功能、以及PLC控制系统的设计原则, 三点为出发点, 对PLC的定义做了详细的介绍与分析。

3.2 本文针对目前工业生产线中PLC的功能实现与应用领域进行了总结和分类, 同时也明确了其在各个领域中应用的优势和特点。

3.3 在对各个领域中PLC控制技术的应用情况分析后, 本文对于

目前的PLC技术发展趋势题目了几点主要的发展方向, 为后续的研究和工程应用起到了很好的指导作用, 具有一定的理论价值和很强的工程应用价值。

参考文献

[1]李树彬.浅谈PLC控制技术在工业自动化中的应用[J].机电信息, 2011, 30:122-123.[1]李树彬.浅谈PLC控制技术在工业自动化中的应用[J].机电信息, 2011, 30:122-123.

[2]张波.论PLC技术在工业控制系统中的应用[J].广州:吉林省经济管理干部学院学报, 2011, 25 (5) :57-60.[2]张波.论PLC技术在工业控制系统中的应用[J].广州:吉林省经济管理干部学院学报, 2011, 25 (5) :57-60.

PLC的发展及应用 第9篇

关键词：可编程序控制器；自动化；未来发展

可编程序控制器也就是我们俗称的PLC，是一种通过进行数字运算进行操作的电子系统，其存储器是可编程的，能够对用户的指令进行存储，按照用户固有的指令程序进行逻辑运算，以及定时计数、算数操作等，同时通过参数化的模拟输入，输出信息控制机械生产。可编程序控制器的出现是工业自动化控制的衍生，伴随着工业自动化的不断发展，以微型处理器为核心的可编程序控制器，再应用计算机技术以及自动化技术，功能逐渐多元化并不断增强，可能在不久的将来，随着更多先进技术的不断融入，可编程序控制器的定义将会得到补充与完善。可编程控制器自问世以来，从接线逻辑发展到存储逻辑，一直到现在的逻辑控制的数字控制阶段，功能性无疑逐渐增强，应用领域随之扩大，不仅实现了单体设备的控制，到过程集散式控制以及远程自动化控制的模式发展，如今在可编程序控制器在处理参数、模拟量、以及数字信息的运算，人机交互方面都取得了巨大的进步，在工业控制领域，可编程控制器俨然成为了工业发展中的主流，并发挥着越来越大的作用。

一、PLC可编程序控制器概述

1.历史中的可编程序控制器

20世纪60年代，第一台可编程序控制器在美国问世，最初的功能仅仅包括逻辑、定时、计数等，控制器功能单一、结构简单，特别是硬件配置上在当时社会集成电路无法进行大规模甚至是量产的情况下，以磁芯存储器为核心的可编程序控制器的储存量与指令量是有限的，而且在功能使用方面，控制器机型较少，体积较大，无法在各个方面普及开来，随着70年代，集成电路的发展与推广，可编程序控制器也随之发生了巨大的进步，功能性方面的增强主要表现在能与计算机接口相连并增加数值运算、模拟运算等，随着软件自我诊断程序的出现，可编程序控制器的可靠性得到进一步提升；一直到80年代，微处理器的技术水平达到一定高度，单片机微处理器以及半导体存储器也大规模的普及开来，可编程序控制器处理器增加，数据处理能力大大提升，对于远程通信及I/O也开始支持，另外辅助功能上，浮点运算、三角函数、列表等辅助功能也逐渐被涵盖进可编程序控制器中，容错率得到提高；到90年代，计算机信息化浪潮促使网络技术普及应用，32位微处理器构成的超大规模集成电路无疑已经完全将传统逻辑控制装置取代，并不断的扩大其应用领域。

2.可编程序控制器的组成及工作原理

正如上文可编程序控制器的含义中所述，可编程控制器其实质作为工业控制计算机，系统的组成主要包括：处理器，能进行逻辑处理和数字运算的中央处理器，是整个系统的“大脑”核心，控制系统，并协调各个部分的工作；存储器，主要同于存放用户指令与逻辑变量相关信息；接口电路，连接PLC可编程序控制器与外界设备联系的主要方式，如I/O接口、显示器接口以及设备扩展接口；电路，信号的输入、输出主要通过信号转换方式经设备放大处理后进行其他方向的传递；最后就是系统电源，也就是保证设备运转的能源，也随着科学技术的不断发展变得高效起来。

PLC可编程序控制器的工作原理：按照用户要求将编好的程序存储到CPU中，工作时控制器按照逻辑算法周期性的循环扫描指令程序，经过输入信号采集、程序执行以及输出构成工作周期，完成整个运行过程。

二、可编程序控制器在工业中的应用与发展

1.自动化领域中的可编程序控制器

我国PLC技术目前在金属冶炼、石油开采、化工建材、机械制造、交通运输等诸多行业领域得到广泛的使用，其中主要的功能使用上，包括：（1）开关逻辑控制。一定程度上会，开关逻辑控制对传统继电器电路的更新换代具有促进作用，比如简单的顺序控制，因此在多机群的自动化生产线上，还是具有很大的使用空间，例如注塑机、组合机床等；（2）过程控制。在工业加工的过程中间，加工条件、温度、湿度、压力等模拟变量的存在需要相应的PLC控制算法来进行计算处理，形成主要的闭环控制；（3）运动控制。自驱动步进电机或伺服电机时，需要进行圆周运动或直线运动，在单轴或者多轴位置控制模块得到广泛应用，如机床、电梯等；（4）数据处理。PLC的处理器随着性能的提升能够进行复杂的数学运算，如矩阵运算、函数运算、逻辑运算等，在对数据进行转换、传送的过程中，数据的采集、分析、处理需要进行统一的表、位操作；（5）网络通信。在现代可编程序控制器中，PLC需要与外界及其他智能设备之间进行通讯，如工厂自动化的发展，就以此为基础不断开发利用。

2.可编程序控制器的发展趋势

可编程序控制器在不断发展的道路上，具有可靠性高、抗干扰能力强，能够在各种条件下甚至极端恶劣的环境中稳定工作，同时PLC的功能完善、适用性强，各种规模、各种系列化的产品均已形成，不仅展现了强大的数据运算能力，在科学控制领域的高精度化，CNC数控加工中心、人机交互界面等各种控制系统中，得到进步一开发，另外，其操作性简便，易于管理、学习。正因为如此丰富的功能与特点，可编程序控制器未来的发展是备受关注的，当前的研究热点主要分为以下几个方面：（1）产品规模化发展以及产品微型化发展，随着微型处理器技术的不断成熟，未来的PLC将会呈现“集成化”的发展，功能拼接更加多元化；（2）智能模块，CPU本身制造出来的初衷就是智能化的操纵，自身独立工作，与主机用户并行操作，在智能模块中，语音处理模块、智能通讯模块以及智能控制模块技术均已稳步发展；（3）机电一体化，机械与电子信息技术的集合，是将所有开发展产品的机械工作机构与PLC微电子控制模块、传感器、以及中转执行机构糅合的意向综合性科学，具有很强的前瞻性，与战略性，是自动化的基础，因此在不久的将来，可编程序控制器的发展，不仅取决于产品本身的发展，还取决于可编程序控制器与其他设备结合的进一步深化，通过PCL将功能、资源、机械技术、管理系统结合起来，在未来工业的发展中，具有举足轻重的作用及地位。

参考文献：

[1] 刘 敏.可编程控制器技术[M].机械工业出版社，2001.

[2] 程 周.可编程序控制器技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2002.

PLC的发展及应用 第10篇

关键词：PLC,顺序,控制,应用,建议

可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller, 简称PLC或PC) 是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作电子系统。它采用了可编程序的存储器, 用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令, 并通过数字量、模拟量的输入和输出, 控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物, 它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点, 充分利用了微处理器的优点。

1 PLC的主要特点

1.1 用内部已定义的各种辅助继电器代替机械触点继电器, 通

过软件编程方式用内部逻辑关系代替实际的硬件连接导线, 这些内部继电器的节点变位时间可理想化地认为等于零, 因此只需考虑它的0-1状态而无需考虑传统继电器所固有的返回系数。

1.2 可靠性高, 抗干扰能力强, 适用于复杂的工业环境。

1.3 配套齐全, 功能完善, 适用性强, 易于与工业控制系统联成一个整体, 易于扩充其功能。

1.4 易学易用, 照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯, 特

别是PLC的程序编制采用简单指令形式, 使用户程序编制形象、直观、方便易学。

2 PLC的工作原理

2.1 输入采样阶段。

在输入采样阶段, PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据, 并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后, 转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中, 即使输入状态和数据发生变化, I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此, 如果输入是脉冲信号, 则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期, 才能保证在任何情况下, 该输入均能被读入。

2.2 用户程序执行阶段。

在用户程序执行阶段, PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序 (梯形图) 。在扫描每一条梯形图时, 又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路, 并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算, 然后根据逻辑运算的结果, 刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

2.3 输出刷新阶段。

当扫描用户程序结束后, PLC就进入输出刷新阶段。在此期间, CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路, 再经输出电路驱动相应的外设。这时, 才是PLC的真正输出。

3 主要应用

3.1 PLC在中央空调上的应用。

中央空调冷冻系统的控制有3种控制方式:早期的继电器控制系统、直接数字式控制器DDC以及PLC (可编程序控制器) 控制系统。继电器控制系统由于故障率高, 系统复杂, 功耗高等明显的缺点已逐渐被人们所淘汰, 直接数字式控制器DDC虽然在智能化方面有了很大的发展。但由于DDC其本身的抗干扰能力问题和分级分步式结构的局限性而限制了其应用范围。相反, PLC控制系统以其运行可靠、使用与维护均很方便, 抗干扰能力强, 适合新型高速网络结构这些显著的优点使其逐步得到广泛的应用。

3.2 PLC在公路交通系统中的应用。

PLC型交通灯控制器将PLC用于对交通信号灯的控制, 主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性, 同时其内部定时器资源十分丰富, 可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制, 特别对多岔路口的控制可方便的实现。目前大多品牌的PLC内部均配有实时时钟, 通过编程控制可对信号灯实施全天候无人化管理。由于PLC本身具有通讯联网功能, 将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理, 从而缩短车辆通行等候时间, 实现科学化交通管理。

3.3 PLC在数控系统中的应用。

数控系统按其控制方式划分有点位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。在机械加工时, 数控系统的点位控制一般用在孔加工机床上 (例如钻孔、铰孔、镗孔的数控机床) , 其特点是, 机床移动部件能实现由一个位置到另一个位置的精确移动, 即准确控制移动部件的终点位置, 但并不考虑其运动轨迹, 在移动过程中刀具不切削工件。

实现数控系统点位控制的通常方法可以有两种:一是采用全功能的数控装置, 这种装置功能十分完善, 但其价格却很昂贵, 而且许多功能对点位控制来说是多余的;二是采用单板机或单片机控制, 这种方法除了要进行软件开发外, 还要设计硬件电路、接口电路、驱动电路, 特别是要考虑工业现场中的抗干扰问题。

由于可编程控制器 (PLC) 是专为在工业环境下应用而设计的一种工业控制计算机, 具有抗干扰能力强、可靠性极高、体积小、是实现机电一体化的理想控制装置等显著优点。

4 对PLC应用的建议及前景展望

4.1 增加可靠性抗干扰能力

PLC是一种专为工业生产自动化控制设计的, 一般而言, 无须任何保护措施就可以直接在工业环境中使用。然而, 当生产环境过于恶劣, 电磁干扰特别强烈, 或安装使用不当, 就可能造成程序错误或运算错误, 从而产生误输入并引起误输出, 这将会造成设备的失控和误动作, 从而不能保证PLC的正常运行。要提高PLC控制系统可靠性, 一方面生产厂家要提高PLC的抗干扰能力;另一方面, 要在设计、安装和使用维护中引起高度重视, 多方配合, 减少及消除干扰对PLC的影响。

4.2 加强网络化、数字化

当前最广泛应用于发电厂的集散型控制系统DCS经历了30多年的发展, 技术日益成熟, 取得了丰富的经验。然而目前DCS的发展开始减缓和停滞。如何使DCS仍然可以大跨步地继续向前发展, 其中一个关键问题就在于通用化的硬件平台, PLC的融入。随着微电子及控制技术的发展, PLC系统和DCS系统在不断吸收彼此的特点, 逐步地走向同化。