浅谈PLC技术的发展及应用.doc

浅谈 PLC 技术的发展及应用卞海玲（江苏省淮安市高级职业技术学校，淮安 223005）摘要：可编程控制器简称 PLC ，是近年来发展迅速，应用面广的工业控制装置。文章概述了 PLC 的特点，介绍了我国及世界范围内 PLC 的发展与研究现状，并指出 PLC 在工业生产中的具体应用。关键词：PLC 发展应用PLC 是以微处理器为基础，综合了计算 机 技 术 、自 动控制技术和通讯 技术发展而来的一 种 新型工业控制装 置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛 用于工业过程的自动控制中。 据统计，PLC 是工业自动化 装置中应用最多的一种设备，将成为今后工业控制的主功能图、语句表等编程语言。PLC 在执行梯形图程序时，用解释程序将它翻译成汇 编语言然后执行 （PLC 内部增加了解释程序）。 与直接执 行汇编语言编写的用户程序相比，执行梯形图程序的时 间要长一些，但对于大多数机电控制设备来说，是微不足 道的，完全可以满足控制要求。1.5 体积小、重量轻、功耗低、维护方便PLC 是将微电子技术应用于工业设备的产品，其结构 紧凑，坚固，体积小，重量轻，功耗低。 并且由于 PLC 的强 抗干扰能力，易于装入设备内部，是实现机电一体化的理 想控制设备。1.6 减少了控制系统的设计及施工的工作量由于 PLC 采用了软件来取代继电器控制系统中大量 的中间继电器、时间继电 器 、计 数 器 等 器 件 ，控 制 柜 的 设 计安装接线工作量大为减少。 同时，PLC 的用户程序可以 在实验室模拟调试，更减少了现场的调试工作量。 并且， 由于 PLC 的低故障率及很强的监视功能，模块化等等，使 维修也极为方便。2 P LC 的发展与研究现状长期以来，PLC 始终处于工业控制自动化领域的主战 场，为各种各样的自动化控制设备提供非常可靠的控制方案，与 D CS 和工业 PC 形成了三足鼎立之势。 同时，PLC 也承受着来自其它技术产品的冲击，尤其是工业 PC 所带来的冲击。目前，全世界 PLC 生产厂家约 200 家，生产 300 多种 产 品 。 国内 PLC 市场仍以国外 产 品 为 主 ， 如 siem ens、 m odicon、a-b、om ron、三菱、ge 的产品。经过多年的发展，国 内 PLC 生产厂家约有三十家，但都没有形成颇具规模的 生产能力和名牌产品，可以说 PLC 在我国尚未形成制造 产业化。 在 PLC 应用方面，我国是很活跃的，应用的行业 也很广。 据统计，2005 年 PLC 的国内市场销量为 35 万套（其中进口占 90% 左右），并且每年还以大约 12% 的速度 在增长。微型化、网络化、PC 化和开放性是 PLC 未来发展的主 要方向。在基于 PLC 自动化的早期，PLC 体积大而且价格 昂贵。 但在最近几年，微型 PLC（小于 32 个输入输出点）要手段和重要的基础设备之一，PLC 、机器人、CA D /CA M成为工业生产的三大支柱。1 P LC 的特点1.1 可靠性高，抗干扰能力强将自动化系统中所使用的各种类型 PLC ，有的是集中安装在控制室，有的是分散安装在生产现场的各单机设备 上，虽然它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶 劣电磁环境中，但 PLC 是专门为工业生产环境而设计的 控制装置，在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和 精选元件措施，故具有较强的适应恶劣工业环境的能力, 运行稳定,可靠性较高，因此,一般不需要采取什么特殊措 施就可以直接在工业环境使用。1.2 通用性强，控制程序可变，使用方便PLC 品种齐全的各种硬件装置，可以组成能满足各种 要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。 用户在硬件确定以后，在生产工艺流程改变或生产设备 更新的情况下，不必改变 PLC 的硬设备，只需改编程序就 可以满足要求。 因此，PLC 除应用于单机控制外，在工厂 自动化中也被大量采用。1.3 功能强，适应面广现代 PLC 不仅有逻辑运算 、计 时 、计 数 、顺 序 控 制 等 功能，还具有数字和模拟量的输入输出、功率驱动、通信、 人机对话、自检、记录显示等功能。 既可控制一台生产机 械、一条生产线，又可控制一个生产过程。1.4 编程简单，容易掌握目前，大多数 PLC 仍采用继电控制形式的“ 梯形图编 程方式”。 既继承了传统控制线路的清晰直观，又考虑到 大多数工厂企业电气技术人员的读图习惯及编程 水 平 ， 所以非常容易接受和掌握。 梯形图语言的编程元件的符 号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。 通过 阅读 PLC 的用户手册或短期培训，电气技术人员和技术制组态软件的进一步完善和发展，安装有软 plc 组态软件和 pc-based 控制的市场份额将逐步得到增长。当 前 ， 过程控制领域最大的发展趋势之一就是 ethernet技术的扩展，PLC 也不例外。现在越来越多的 PLC 供应商开始提供 ethernet接口。可以相信，PLC 将继续向开 放式控制系统方向转移，尤其是基于工 业 PC 的控制系 统。3 P LC 在工业生产中的应用目前，PLC 在国内外已广泛应用于钢铁 、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，使用情况大致可归纳为如下几类:（1）开关量的逻辑控制 ：这是 PLC 最基本 、最 广 泛 的 应用领域，它取代传统的继 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）模 拟 量 控 制 ：在 工 业 生 产 过 程 当 中 ，有 许 多 连 续 变 化 的 量 ，如 温 度 、压 力 、流 量 、液 位 和 速 度 等 都 是 模 拟 量。 为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（A nalog）和 数 字 量（D igital）之 间 的 A /D 转 换 及 D /A 转 换 。 PLC 厂家都生产配套的 A /D 和 D /A 转换模块，使可编程控 制器用于模拟量控制；（3） 运动控制：PLC 可以用于圆周运动或直线运动的 控制。 从控制机构配置来说，早期直接用于开关量 I/O 模 块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运 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。 世界上各主要 PLC 厂家的产品几乎都 有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯 等场合;（4）过程控制:过程控制是指对温度、压力、流量等模 拟量的闭环控制。 作为工业控制计算机，PLC 能编制各种 各样的控制算法程序，完成闭环控制。 PID 调节是一般闭 环控制系统中用得较多的调节方法。大中型 PLC 都有 PID 模块，目前许多小型 PLC 也具有此功能模块。 PID 处理一般是运行专用的 PID 子程序。 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；（5）数据处理：现代 PLC 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。 这些 数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的 控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或 将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无 人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造 纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统；（6）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。随着计算机控制的发展，工厂自 动化网络发展得很快，各 PLC 厂商都十分重视 PLC 的通 信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的 PLC 都具 有通信接口，通信非常方便。综上所述，PLC 是科学技术发展的结晶, 是振兴传统 工业的新鲜血液。 随着科学技术的发展,PLC 技术将得到 广阔发展,前景也将越来越光明。参考文献1 廖常初. PLC 基础及应用. 机械工业出版社，2003 .2 陈洁. PLC 基础及应用. 苏州大学出版社，2006 .3 程周.电气控制与 PLC 原理及应用.电子工业出版社，2005.The Development and Application of PLCHailing Bian（Advanced Vocational and Technical School, Huai An,Jiangsu）Abstr act : Programmable Controller, shortened as PLC, is an industrial controller equipment which develops rapidly and widely used in recent years. The article describes the quality of PLC, introduces the development, the present situation of PLC in our country and the world- wide, and identifies the specific application of PLC in industrial production.Key wor ds: PLC, development, application!（上接第 46 页）2 高建强，陈朝达 . 液动冲击旋转钻具存在的问题及解决 途 径J. 西安石油学院学报：自然科学版，1998 ，13（3）：62- 68 .drilling tool failure mechanisms and countermeasures research is veryurgent and very important practical significance . This failure statistics from the drilling gas drilling, gas drilling drilling tool failure character- istics , reasons for failure of the three aspects of drilling gas drilling drilling tool failure mechanism analysis , and secondly, on the failure of preventive measures gas drilling drilling proposals and put forward their own views , with some reference value .Key wor ds : gas drilling，drilling tool failure ，mechanism，preven-tive measuresGas Dr illing Dr illing Tool Failur e Mechanisms andPr eventive Measur esPANG Ran（Chuan Qing Drilling Company, Chongqing 400021）Abstr act : With the wide application of gas drilling, gas drillingfile:/D|/我的资料/Desktop