PLC在工业自动化控制领域中的应用及发展

时间：2024-05-20

郭杰（天津三星电子有限公司,天津 300462）

郭杰
（天津三星电子有限公司,天津 300462）

摘要：PLC在工业自动化控制领域中占有重要地位，本文对PLC的构造与功能进行了简单的介绍与分析，进而对PLC在工业自动化控制领域中的应用与存在的问题进行了分析研究，最后分析了PLC在工业自动化控制领域中未来的发展方向。

关键词：PLC；工业自动化；控制领域

1 PLC的简述

随着科技的迅速发展，PLC在工业自动化控制领域中已经成为了主流控制设备，PLC即可编程控制器的英文名称缩写，PLC在处理模拟量、人机接口、数字运算等方面的功能十分强大，在工业自动化控制领域中应用十分广泛。PLC作为一种数字运算电子系统具有抗干扰能力强、维修简单方便等优点，在工业自动化控制领域中深受欢迎，同时，PLC在控制现场实时监控的高可靠性以及编程的简单快捷也使它在工业领域中得到了广泛应用。同时，随着科技的快速发展，PLC的控制功能也会朝着过程控制、连续控制等更加可靠的方向发展进步，这也会更好地促进PLC产业成为工业自动化控制领域中的支柱性产业。

2 PLC的构造和功能

（1）PLC的构造。PLC主要是由电源、接口电路、I/O电路、CPU以及存储器等部分组成的。电源包括掉电保护、备用电源等部分。I/O电路中，相对于系统的输出电路，可以放大PLC输出结果和转化电平，相对于系统的输入电路，可以隔离输入信号和转化电平。CPU是中央处理器的英文名称缩写。存储器的主要功能是存储信息，可以存储系统与程序上的部分数据信息。

（2）PLC的通信功能。随着计算机领域科学技术的快速进步与发展，PLC的通信功能也开始在工业自动化控制领域中被广泛应用起来，通信功能得到了高度重视。PLC通信功能包括，PLC与PLC之间的相互通信、PLC与其他智能电子设备之间的通信。PLC可以进行数据分析与传递，通过其他智能设备或PC来进行数据处理，这是PLC通信功能的独特优点。

（3）PLC的特点。PLC有着3个最明显的特点。首先是通信协议上的统一，PLC使用国际标准通信协议，不同公司生产的设备也可以相互连接起来，为用户提供了极大的便利，同时PLC的开放性也促进了PLC产业的良性发展。其次是PLC与现场总线的密切结合，现场总线与PLC的关系十分密切，因为大部分现场总线都是由PLC的生产厂家开发生产出来的。最后一个特点是通信程序编写设计简单灵活，使用的时候通信协议仅仅编写计算机一端就可以了，PLC可以进行自动的接受与发送。为了能够减少使用者编写通信协议的工作量，有的公司还特意设计了专门的计算机和通信软件。

3 PLC在工业自动化领域中的应用

（1）开关量控制。PLC具有可靠性高、维修简单方便、运行速度快等多个优点，不仅节省下许多人力和时间，同时又保证了工作的质量，避免了线路冗杂、维修困难的问题。PLC的自动开关量控制可靠性非常高，它对系统工作的控制是通过中间继电器实现的，同时结合顺序继电器的公式进行设计，然后画梯形图，进行模拟仿真检查，保证了控制的可靠性与稳定性。

（2）模拟量控制。PLC可以根据对象的特点灵活组装成系统，功能齐全，控制稳定可靠。PLC有CPU模块、I/O电路模块、位置模块、模拟量控制模块等多个模块。PLC模拟量控制模块使得PLC实现了过程控制、仪表监控的功能。PLC模拟量控制模块的应用使得PLC过程控制的精度得到很大提高，它可以对热处理的温度进行十分精准的控制，为热处理的过程控制与维护带来了极大便利，在原来的仪表控制系统基础上有了巨大进步。

（3）电动机变频调速控制。PLC与变频器是可以同时使用的，便于对电机的运行与速度进行控制。在PLC与变频器之间加上电压平滑电路，然后通过控制时间影响转速，转速与时间成正比关系，输出脉冲周期的大小会影响到输出电压纹波的数值。

4 PLC在工业自动化领域中存在的问题

PLC目前最大的问题是软硬件体系上的封闭，专用总线、通信协议、公司结构的不统一带来的兼容性差的问题，极大地影响了使用者的便利。虽然国家发行了行业统一规范标准，但问题仍未得到彻底性的解决。

同时PLC的适应性还不够强，在一些特殊的工业环境中，PLC设备的功能还是会受到影响，影响常规的工作。PLC对温度有着严格要求，不能接受阳光的直射，同时旁边如果有高温的仪器设备也会对PLC的工作产生影响，需要注意避免或者加上散热设备。同时PLC对空气湿度也有一定的要求，应保证空气湿度不能过高。PLC对震动也有一定要求，需要保证稳定科学的工作环境，有必要采取一定的防震、减震措施。