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PLC控制技术的特点和应用研究

发表时间：2021/9/6 来源：《中国科技信息》2021年9月下作者：马征

[导读] 可编程控制器（PLC）自诞生以来一直引导着自动化行业的发展，主要是由于该系统融合了计算机技术和自动控制技术于一体，使其拥有灵活的大脑和可以随时变化的身体部件。PLC的技术特点也使得该系统具有非常广泛的应用空间。

新汶矿业集团有限责任公司翟镇煤矿马征山东新泰 271200

摘要：可编程控制器（PLC）自诞生以来一直引导着自动化行业的发展，主要是由于该系统融合了计算机技术和自动控制技术于一体，使其拥有灵活的大脑和可以随时变化的身体部件。PLC的技术特点也使得该系统具有非常广泛的应用空间。
关键词：PLC技术特点；应用场合；发展趋势
        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。
        一、PLC的技术特点
        1.可靠性高，抗干扰能力强
        PLC的主要模块均采用大规模或超大规模集成电路，大量开关动作由无触点的电子存储器完成，I/O系统设计有完善的通道保护和信号调理电路，使得整个系统极为稳定。此外，系统具有极强的自检和保护功能，出现故障时可及时发出警报信息，在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。
        2.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工很快就能学会用梯形图编制控制程序。同时还提供了功能图、语句表等编程语言。
        3.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。
        4.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。
        5.设计、施工工作量少，维修方便
        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，PLC的各种模块上大多都有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。

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        二、PLC的应用
        PLC系统解决了工业控制系统中大量开关控制的问题，逐渐取代了耗能多、故障率高的继电器控制系统。当前，PLC的应用领域已经不再局限于工业的生产，更多应用场合就在我们日常工作和生活中。
        1.PLC是工业机器人的重要控制单元
        随着世界经济和技术的发展，人类活动的范围不断扩大，机器人的应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展，并从制造领域转向非制造领域，各种各样的机器人产品随之出现。随着机器人的生产和大量应用，很多领域，许多单一、重复的机械工作由机器人（也称机械手）来完成。工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本有重要意义。
        2.PLC在农业生产方面的应用
        农业机械作业过程中驾驶室内的仪表盘正迅速由电子监视仪表取代并逐步由单一参数显示方式向智能化信息显示终端过渡，以此来改善人机交互界面。这种智能化显示终端又被称为虚拟化仪器显示终端，它代表了当代仪器与控制装置发展的主流方向。它可通过屏幕任意选择显示机组中不同部分的终端信息，在屏幕上按操作者的需求，调用数据库信息，显示数据、图形、语音等多媒体信息。另外，还可以将管理者的决策和操作指令通过智能卡传送到农用机械上的智能控制终端，实现自动控制农机的操作。
        3.PLC在自动售货机中的应用
        自动售货机通过顾客选择商品开关，投入的硬币值由PLC驱动数码管显示，经过光传感器识别，通过判断，进行下一步操作，经过PLC的系统控制和信号输出完成售卖过程。计算机技术和机电自动控制在自动售货机中的这项应用极大方便了人们的生活，也使PLC的应用更加广泛。
        4.PLC在公共交通中的应用
        交通信号灯系统也是微机软件应用到电子控制系统中的典型实例。应用PLC技术控制十字路口的信号灯动作，准确无误的完成信号灯的变灯动作来控制时间，有效维护了人们的公共出行秩序。
        三、结束语
        得益于数字产业革命，多年来，PLC日益强大，能够处理更多输入、更宽字节以及更为复杂的指令集。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、智能化更高的设备出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从网络的发展情况来看，PLC和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是PLC技术的发展方向。伴随着计算机网络的发展，PLC作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
参考文献：
[1]宫淑贞,王冬青,徐世许,可编程控制器原理及应用,北京人民邮电出版社,2002.
[2]程周,可编程控制器技术与应用,北京电子工业出版社,2002.
[3]周万珍,高鸿斌,PLC分析与设计应用,北京电子工业出版社,2004.
[4]张万忠,可编程控制器应用技术,北京化学工业出版社,2001.
作者简介：马征（1991.05-），山东临沂人，大学本科学历，现就职于新汶矿业集团有限责任公司翟镇煤矿；研究方向：煤矿机械工程。