李小叶

摘 要：当前，伴随着科学技术的飞速发展，特别是软件技术和硬件技术的发展，PLC控制系统的编程也变得越来越简单、越来越灵活，并且可靠性与抗干扰的能力都有了显著的提高。PLC技术也由原来的顺序控制和逻辑控制转变成为了十分复杂的过程控制和连续控制。随着PLC功能的巨大改变，工业的自动化程度也有了十分明显的提高，促进了工业的现代化发展。本文分析了 PLC 在工业自动化控制中的应用，并对其向自动化、信息化、软件化和开放化的方向发展进行了探索。

关键词：PLC ；应用与发展

PLC ，即可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controrler），是一种融计算机控制技术和通信技术于一体的数字运算控制器。它的优点很多，如抗干扰能力强、可靠性高，适用性强，功能完善，体积小，重量轻等，为自动化控制带来了方便，大大提高了企业工作效率，深受各个工业领域及工程技术人员的推崇。

1.PLC的概述

1.1PLC的组成构件

（1）电源：电源是整个系统的动力，其作用是保证PLC各模块的集成电路的正常运行。

（2）中央处理单元（CPU）：CPU其主要工作是进行逻辑和数学运算，对整个系统进行控制，协调，是PLC的控制中枢和核心，每套PLC至少有一个CPU。

（3）存储器：主要是用来存放系统的用户程序、监控程序、逻辑变量和其他相关信息，主要有系统程序存储器和用户程序存储器两种。

（4）输入输出接口电路（I/O模块）： PLC与现场设备输入输出需要有连接通道，I/O模块就是这个通道。工作过程中，一般可以按照I/O的点数来确定模块的规格与数量，但最大数要由PLC系统底板或机架的槽数来决定。

（5）编程设备：编程设备不直接参与整个系统的控制运行，其功能是对PLC进行开发应用、监测运行和检查维护。

除上述之外，功能模块、通信模块和人机界面也是PLC的重要组成构件。

1.2PLC 的工作原理

（1） 输入采样

此阶段，PLC将各个接口的状态和数据读入，然后存入到I/O映象区中相应的单元内，在同一个扫描周期，存入单元内的状态和数据是不变的。需要注意的是，对脉冲信号进行输入时，要确保输入的信号宽度大于一个扫描周期，这样输入的信号才能被读入。

（2） 用户程序执行

该阶段， PLC对用户程序的扫描是按梯形图的形式从上而下顺序进行的，而对于每个梯形图各个触点构成的控制线路，是按照先左后右、先上后下的顺序进行逻辑运算的。最后在系统RAM内，输出点的逻辑线圈的对应存储区的状态或I/O映像区的状态必须根据运算的结果刷新，并且排在上面的线圈或数据的刷新只能在下一个周期中进行。

（3）输出刷新

上一阶段刷新后的I/O映像区内的各个模块对应的状态和数据对所有的输出锁存电路进行刷新，再驱动输出电路输出到相应的外设。从而完成PLC的一个控制周期。

2 PLC在工业自动化控制中的应用领域

2.1 模拟量控制

PLC除了主机模块之外还包括高速技术模块、通讯模块、位置模块和模拟量控制模块等系统处理器。其中模拟量控制模块的运用能够让PLC灵活的根据控制器特征通过模块组装功能进行全面的系统控制，这样不仅能够实现工业生产过程的全程控制，还大幅度的提高了工业过程控制数据的精准度，保证工业热处理过程达到控制标准，给工业自动化热处理过程的控制和维护带来了极大的便利。

2.2 开关量控制

PLC设计数字运算系统在工业环境中的应用占有很大优势，它不仅维修方便、可靠性高，还具有超强抗干扰能力，能够以极快的运行速度来提高数字运算系统的质量，大幅度减少工业人力和时间的输出，同时使工业环境在运行过程中避免了系统线路复杂、修改繁琐等问题。除此之外，PLC还拥有自动开关量控制系统，用继电器控制系统动作并对控制图进行检查和修改，保证了工业控制的能动性和工业自动化控制的科学规范性。

2.3 顺序控制

现时代下的工业自动化领域已经不再采用传统的继电器控制模式，PLC触点状态信息的顺序控制逐渐成为了工业领域的重要控制产品。控制人员只需通过简单PLC执行指令就能够对工业自动化管理进行有序控制，这一点是PLC的基本优势之一，同时也是PLC研发的主要功能。在现如今的工业自动化顺序控制领域，PLC的控制功能将会日渐多样化，为未来的工业技术奠定更加坚实的基础。

2.4 运动控制

PLC所具有的指令系统还能够结合系统变频器来控制工业点击的运转速度。在输出变频器与PLC之间安装电压平滑电路，再通过设置脉冲宽度调制的t数值来控制运转，让脉冲宽度调制指令所输出的脉冲周期对输出电压纹波产生控制，因为脉冲控制的位移量较小，一般不会产生数据偏差，所以PLC的变频调速控制精确度也就能够达到要求。

2.5 信息控制

PLC对于系统本身也能够采取控制手段，假设在工业生产中控制系统显示故障，PLC则会根据故障时限进行阶段检测和监控。机床设备在进行连续工序内容执行时通常会产生时间间隔，控制人员可在机床设备进行工步动作时启动定时器，将定时器发出的信号作为故障处理信号。但由于定时器生效时间要大于连续工序间隔，正常工作状态下的系统一旦出现故障就会破坏连续关系，而PLC采用的信息控制则能够很好地避免故障程序出现错误，从而减少系统控制故障的分析难度。

3.PLC在工业自动化控制领域中的发展

随着计算机技术与通信技术的进步，其他新技术的出现给PLC带来了冲击，PLC面臨市场份额逐渐缩小所的挑战。所以，PLC的未来发展是机遇与挑战并存的双刃剑。

在工业自动化控制领域，PLC已经占领了大多数领域，如开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议等。现在这些已经发生巨大变革，PLC的地位和市场份额是否可以保持下去，完全取决于PLC的发展。

目前，出现了一种新技术，叫软PLC（SoftPLC）控制组态软件技术，在完善和发展过程中，不断得到应用，相较之下，装有SoftPLC组态软件和基于工业PC控制系统的市场份额逐步扩大，这些对传统PLC产生了巨大冲击，所以要求传统PLC的技术发展更加开放。从控制软件方面来说，对于PLC控制器的核心，必须向工业用户提供开放式的编程组态工具软件。此外，PLC在开放式通信网络技术方面得到了重大突破，从而使 PLC更加融入开放的工业控制领域。

参考文献：

[1]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（3）

[2]朱雪璇. 浅谈PLC在工业自动化控制领域中的应用[J].无线互联科技.2011（8）

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[4]李 博. PLC 在工业自动化控制中的应用[J].科技风.2013.7