PLC在自动化控制过程中的应用分析

2022-09-11

一、PLC控制系统概述

PLC (可编程控制器) 是Programmable Logic Controller的简称, 其实一种数字运算与操作的控制装置。PLC集计算机技术、自动控制技术与通信技术于一体, 是替代传统继电器所发展起来的电子系统。PLC的了开发为实现工业环境中单台设备控制到工厂整体流程的自动化。PLC的优势在于编程简单、组装灵活、体积小、抗干扰能力强等, 并且随着软件、硬件设计开发技术的不断进步, PLC的编程过程也不断简化, 同时性能以及系统的开放性也得到了增强。如今PLC被广泛地用于造纸、机械制造、轻工、化工、冶金等相关的领域。PLC的应用极大推进了机电一体化的进程与发展, 是现代工业控制中的支柱。

二、PLC在自动化控制过程中的应用

PLC实质上是一种专门用于工业控制系统的计算机, 其硬件的结构与微型计算机基本相同, 目前其主要应用于以下几个方面。

1. 开关量的控制

PLC的本质为用定义的虚拟继电器与替代机械的继电器, 因而其用于开关量控制非常合适, PLC开关量的控制在工业自动化控制当中的应用具体有以下几个方面。PLC开关控制实现了系统顺序与逻辑的控制, 其开关控制有速度快、接线简单、维修操作方便等特征, 反映迅速并且不会对器材造成损失。

PLC开关应用对于系统质量有着很大程度的提升, 有效地节省了人力与时间, 同时也能够防止系统线路不易被修改的问题, 但其应当按照PLC的系统顺序控制的公式进行设计, 按照模拟仿真对系统控制的设计规范与合理进行检查。此外, PLC的开关控制如今不只用于工业自动化当中的单台设备控制, 也用于多机群的工业自动化流水线控制。

2. 模拟量控制

按照控制对象的特征, PLC以控制对象的特征作为模板, 通过对其功能模块的合理组装, 使得组装后的系统控制功能更为完善, 从而实现对系统的灵活控制。具体的组成模块有主机模块、高速计数与模拟量模块等, 模拟量控制模块对控制系统的精确系数有着很大程度的提升, 突破了以往的仪表控制系统维护的局面。工业生产过程当中, 温度、压力以及流量等连续变化的模拟量较为常见, 通过A/D或者D/A转换可以得到相应的模拟量, 从而保证编程器对得出的模拟量进行完善的处理, 而PID调节则是闭环控制系统当中应用较多的一种调节方式。

3. 系统过程与运动控制

PLC的系统控制是指连续过程的控制与离散过程的控制, 其具体的过程控制也是按照系统的模拟量来工作, 使系统参数按照要求良好运转, 如今这种PLC主要用于冶金、化工、热处理等场合。PLC的运动控制主要指能够对工业加工要求中的直线运动与圆周运动进行有效的控制, 并且可以通过系统的脉冲量对机械的运动进行控制, 由于脉冲控制的位移量较小, 因而运动控制的控制精确度非常高, 如今这种PLC的控制主要用于我国电梯、机械以及机床等场合当中。

4. 分散控制系统

分散控制系统当中每一个控制的对象都对应着一台PLC, 这些可编程序控制器通过信号的传递来进行内部响应的控制。分散控制系统具体采用了多台机械生产线的控制系统, 不同的生产线之间进行有效的数据连接。由于控制对象之间由不同的PLC进行控制, 因而一旦其中一台PLC出现问题, 也不会对其他的机械设备产生影响。而随着PLC应用技术的不断提升, PLC也可承担起底层的控制任务。

5. 通信及联网控制

计算机控制技术的飞速发展使得工厂自动化网络也得到了飞快的进步, PLC的生产与制造的过程当中, 对于其通信功能非常的重视, 如今PLC都有着通信接口, 方便数据通信等相关的功能, 多种通信接口使其有着很强的联网通信能力, 通过通信交换数据相互操作, 再加上联网的控制, 参与通信的PLC可以达到一定的规模, 乃至不受限制。并且PLC同智能的执行装置连接成设备网, 进行数据的交换, 形成远程控制系统, 既能够简化硬件维护与接线, 同时又提升了控制的能力。

三、PLC的发展趋势

如今PLC的不断发展促进了PAC的出现, PAC不仅能够实现顺序控制等功能, 也能够实现运动控制、传动控制、批处理等功能, 有着很强的网络通信能力, 工厂自动化当中仅利用PAC就能够实现所有的控制功能。从现在的发展形势来看, 随着计算机应用技术的不断发展, PLC将有着更为广阔的发展空间, 越来越多的新技术成果将被用于PLC的制造与设计当中, PLC将会朝着智能更强、速度更快、储存量更大的方向发展。而从规模发展来看, PLC将会向超大型与超小型的方向发展, 通信设备将会更为完善, 人机界面也会更为完美, 能够适用于各种不同工业控制场合需求。此外随着控制系统的精确化程度的提升, PLC编程语言也会相应的提升, 朝着多样化以及高级化的方向发展, PLC也将不断地增加产品的类型, 应对不同市场的需求, 从而带动更大的市场, 促进PLC的发展, 使其在工业自动化领域当中发挥着更大的作用。

结束语

综上所述, 如今PLC得到了极为广泛的应用, 并逐步成为了我国自动化控制当中的标准设备。PLC的应用将朝着高速、大容量以及高级化方向不断发展, 其应用功能将不断完善来满足工业自动化的需求。PLC在工业领域的作用应当保持不断的提升, 从而在现代化工业进程当中发挥出更大的效用。

摘要：PLC集计算机技术、自动控制技术与通信技术于一体, 是替代传统继电器所发展起来的电子系统。PLC实质上是一种专门用于工业控制系统的计算机, 其硬件的结构与微型计算机基本相同。PLC的应用极大推进了机电一体化的进程与发展。本文通过对PLC概念的分析, 结合其在自动化控制过程中的具体应用, 最后探讨了PLC的发展趋势。

关键词：PLC,自动化控制,应用