1、PLC 在工业自动化控制中的应用摘要：PLC 在计算机以及微电子技术行业之中的使用变得更加的广泛，本文主要对 PLC 的构成以及功能做出了充分的阐述，分析了在工业自动化控制之中 PLC 的应用。 关键词：PLC；工业自动化；应用 中图分类号： F407 文献标识码： A 引言 PLC 是一种将计算机控制技术与通信技术集为一体的数字运算控制器，它为自动化控制带来了方便，它的广泛应用大大提高了企业工作效率。PLC 不管是在开关量和模拟量控制方面、还是在定位控制方面、还是在网络控制方面，都表现出其优越的特性。正是因为它在许多企业的自动化控制系统中的应用，使得相关的行业取得质的飞跃，提高了企业效率，大
2、大推动了社会的发展。 1、PLC 构成与功能 1.1、PLC 构成 PLC 的主要组成部分为 CPU、电源、存储器、I/O 电路及接口电路，CPU 即具有逻辑与数学运算功能的中央处理器，系统的协调工作由其进行；系统中的监控、逻辑变量、信息存储及用户程序由存储器储存；电源由掉电保护系统，备用系统组成；以键盘与显示接口、I/O 接口及通信接口相互连接组成的现场设备、外围设备称为接口电路；输入电路起到把输入信号隔离及电平转化的功能，输出电路将 PLC 输出结果进行放大与电平转化，对现场设备进行驱动。 1.2、PLC 的功能 PLC 的构成与一般计算机结构相似，但是它被设计为工业领域服务，所以它的接线
3、、功能扩充及操作维护方便性上与一般计算机还是有区别的。由于 PLC 中微电子技术的应用，现场信号的输入可以按照预先输入程序来进行控制。PLC 有两个主要功能，一是对开关量进行控制，对机械运动部件的控制以操作按钮、限位开关与现场所给检测信号为基础；二是 PLC 系统里自带的计时指令可以进行精度较高的限时及计数控制，并且设定定时时间长度也十分简便。PLC 有高速、普通及可逆计数器三种计数器，用以完成不同的计数控制；三是 PLC 的移位寄存器可以简便的进行步进控制，PLC 数据处理还能完成开方、乘方、加减乘除、或、与、求反及异或数据比较、移位、传递的操作，这些功能对工业的发展有很大意义。 2、PLC
4、 在工业自动化控制中的具体应用 2.1、用 PLC 控制开关量 对于小系统而言，传统的继电器或者接触器控制系统尚可应付；系统如果较大或者相对复杂，传统的继电器或者接触器控制系统便难以满足实际需要，这是二者本身的缺陷所决定的，如“触点竞争” 、线路庞杂以及不易修改等。PLC 投入使用后，凭借着速度快、稳定性高以及维修方便等诸多优点，不仅保证了产品的质量，还大幅降低了制造成本。在机床及自动化生产线中，PLC 取代传统的继电器、接触器控制系统已经成为一种必然的趋势。以顺序控制器的公式为基础进行设计，然后参照执行元件节拍表，作出各个控制部分的梯形图，整个设计流程简单明了，即便存在问题，也可利用模拟仿真
5、检查及时发现，因而为后续的维修工作打开了方便之门，同时促进了规范化设计的进程。 2.2、用 PLC 控制模拟量 PLC 能够以控制对象的具体特征为根据，灵活地展开功能模块组合，从而实现对系统的有效控制。PLC 的功能模块有如下几大类：主机模块、I/O 扩展模块、模拟量控制模块、高速计数模块、位置控制模块、通讯模块。PLC 在控制语句方面极具优势，同时在模拟量控制模块方面也表现出了一定的不俗，因此，PLC 可出色完成对过程的准确、有效控制，同时还可用于对仪表的实时监控。模拟量控制模块的研究和发展促使过程控制取得了突破性进展，PLC、模拟量模块的结合，有助于过程控制系统精度的进一步提髙，如使热处理
6、的整个过程主要包括有：升温、保温以及降温。严格依据生产工艺进行，这一点是传统仪表控制所不能做到的。 2.3、用 PLC 进行位置控制 对于工厂自动控制而言，位置控制是一个非常重要的内容，主要表现在以下几个方面:（1）工业机器人的动作定位控制；(2)机床刀具中串刀补偿控制；（3)主轴精确分度控制。PLC 发出一个脉冲信号给步进电机，步进电机接收到指令后便会精确位移，从而实现位置控制。 2.4、用 PLC 实现系统的集中控制 PLC 适用于工业自动化控制，也适用于系统本身的控制，如对控制系统进行全面故障检测并显示检测结果。对控制系统进行检测或者监控时，将会应用到时限故障检测和逻辑错误检测 2 个原
7、则。设备处于正常工作状态时，PLC 中的输入/输出信号以及中间记忆元件三者之间存在一种固定的逻辑关系。设备如果发生异常，那么上述逻辑关系便会难以维持，即发生逻辑故障问题。在具体应用环节，通常将异常逻辑关系下的相应输出当作故障信号，去完成报警或停机等一系列控制。 2.5、用 PLC 实现对电动机变频调速的控制 PLC 指令系统日趋成熟并表现出了强大的功能。利用 PWM 可向电机发出准确指令以实现对后者的有效控制。除此之外，加设一电压平滑电路可实现 PWM 与变频器的结合，如此一来不仅能够控制电机的运转，还能实现对电机的调速。电机处于正常运行状态时，其转速的快慢取决于 PWM指令系统中的 t 值，
8、二者之间存在正比关系，即 t 值越大，电机的转速越快。 3、PLC 工业应用注意事项及抗干扰设计 3.1、PLC 应用注意事项 在工业应用 PLC 控制时，要对温度、湿度、振动、空气及电源等问题随时关注，PLC 的工作环境温度一般要求为 055，在安装时不能将 PCL 放到发热量大的设备下面，附近还应有良好的散热通风空间，基本单元与扩展单元要保证留有 3cm 以上的间隔，同时还要避免太阳光的照射，当环境温度超过 55时，要采取安设风扇的措施来强迫通风。不能让振动源和 PLC 靠得太近，尤其是 10HZ55HZ 振动频率的频繁振动，如果在生产过程中不能防止振动的产生，则要制定相应的减振措施(如使
9、用减震胶)。空气湿度要保持在 85%的范围以内，保证 PLC 的绝缘性。PLC通常使用 50HZ 或者 220V 的交流电电源，PLC 自身的抵制能力就能防止一般的电源线干扰，如果存在非常严重的电源干扰或要求的环境可靠性较高，可以通过安装隔离变压器的方式使地面与设备间的干扰降低。要防止空气中存在腐蚀易燃气体（如硫化氢和氯化氢等） ，如果工作环境的空气中存在较多粉尘或腐蚀气体，尽量将 PLC 安装在封闭的控制室里，并使用空气净化设施对空气进行净化。 3.2、PLC 抗干扰设计 PLC 在自动化控制中受到内部干扰、系统外引线和辐射这三种干扰，元器件间或者电路间相互电磁辐射产生了内部干扰。系统外引线
10、也被称为传导干扰，主要是由于信号线及电源引入，在工业生产中这种干扰比较严重。电力网络、电气设备、电视及雷达等电磁场引发了辐射干扰，辐射干扰的分布较为复杂。在选择 PLC 设备时，尽可能考虑设备的抗干扰能力，保证 PLC 系统正常工作。在设计 PLC 抗干扰能力时，要依据不同功能进行设计，电磁干扰也可能在电缆敷设中产生，可使用不同电缆对不同信号进行传输，并根据信号种类来进行分层敷设，避免使用单独一种电缆传送信号，使电磁干扰降低。 4、PLC 发展趋势分析 随着相关技术的不断进步，新型 PLC 表现出了强大的生命力，其发展趋势如下: 4.1、速度更快、容量更大。在运算能力不断提高的情况下，提高PL
11、C 数据交换速度是一个亟待解决的问题。另外，IT 技术带动了微型高速存储设备的进一步发展，使其容量朝着更大化的趋势发展，同时价格更低，可靠性更高。 4.2、品种齐全化。目前市场中，中小型 PLC 是主力产品。为了满足客户的需要，PLC 在品种方面日趋多样化、齐全化，并开始致力于超大型PLC 以及超小型 PLC 的研发。 4.3、编程语言的高级化。目前，在中小型 PLC 的编程语言中，梯形图语言是一个主流方向，与此同时，各种髙级语言如 BASIC、C 语言等也开始纷纷涌现。将来，面向过程的编程语言将会成为人们的一个重点研究对象。 4.4、智能模块的多样化。为了满足诸多特殊功能要求，智能模块日趋多
12、样化。智能模块是基于徽处理器而研发的一种功能部件，能够和 PLC主处理器协同工作，大幅降低了主处理器的负担，有助于 PLC 扫描速度以及运行效率的提髙。另外，在加强 PLC 信息处理方面，智能模块表现出了极大的优势，如语音处理模块、数控模块等。 5、结语 PLC 技术随着科技的进步不断提高，功能也在持续完善，广泛应用到工业自动化控制中，不过在工业生产应用中 PLC 控制装置仍存在一些需要注意的问题，因此我们必须解决这些问题并提高 PLC 的技术水平，使其能够在各种生产环境进行工作，提高 PLC 的应用水平。 参考文献： 1杨萍.浅谈 PLC 在工业自动化控制中的应用J.科技风，2012，20:105 2罗勇.PLC 在工业自动化控制中的应用J.科技创新与生产力，2012，11:102-103 3李世发.PLC 在工业自动化控制领域中的应用J.信息通信，2011，04:176-177 4傅宇.PLC 在工业自动化控制中的应用研究J.机电信息，2012，03:52-53 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，2006，03:99-100+102
