王遠(yuǎn)征，江 淵，潘 強

（華油鋼管有限公司，河北滄州 062658）

0 引言

PLC 是可編程邏輯控制器的簡稱，這種控制器具有可編程的特性，能夠使用編輯的程序進(jìn)行相應(yīng)的計算、控制以及執(zhí)行一些指令，通過數(shù)字或模擬的渠道將運行結(jié)果進(jìn)行輸入或輸出，從而實現(xiàn)控制機(jī)械或者生產(chǎn)的過程。PLC 技術(shù)最初的用途是替代繼電器來執(zhí)行控制功能，隨著PLC 控制效果穩(wěn)定，得到了工業(yè)領(lǐng)域的不斷重視，逐漸在各個部門進(jìn)行使用，從而提高了PLC 的使用范圍。為了實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的控制，更多的科研機(jī)構(gòu)加入到了PLC 技術(shù)的研究和應(yīng)用的過程中，使得PLC 技術(shù)得到了較快的發(fā)展，在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用得更加廣泛。

1 PLC 技術(shù)的介紹

1.1 PLC 技術(shù)的基本情況

PLC 技術(shù)是多種技術(shù)的結(jié)合體，在發(fā)展的過程中將計算機(jī)技術(shù)以及自動化技術(shù)融合在其中，同時隨著通信技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)又融入通信技術(shù)，這樣控制的自動化水平越來越高，實現(xiàn)對產(chǎn)品的升級換代。隨著PLC 技術(shù)安全性能的逐漸提高，已經(jīng)成為設(shè)備結(jié)構(gòu)的重要組成部分。為此，相關(guān)單位和部門都加強對PLC技術(shù)的研究，以期能夠達(dá)到更多的要求，滿足更多的需要。

1.2 PLC 技術(shù)的基本原理

PLC 技術(shù)是有多部分配合組成，一般情況下有3 個主要環(huán)節(jié)，即輸入環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)和輸出環(huán)節(jié)。

（1）輸入環(huán)節(jié)。PLC 技術(shù)采用的是掃描方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，按照順序方式對所需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，并將這些數(shù)據(jù)儲存在相應(yīng)的控制單元中，等待進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在等待數(shù)據(jù)處理的過程中，新的數(shù)據(jù)不斷產(chǎn)生。新數(shù)據(jù)與原數(shù)據(jù)之間存在著一定的時間差距，為了保持這種時間差距不變，就需要對時間差進(jìn)行控制，方便數(shù)據(jù)的采集和處理。

（2）執(zhí)行環(huán)節(jié)。在這個環(huán)節(jié)中，可編程控制器發(fā)揮了主要作用，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行完整掃描，使數(shù)據(jù)全部讀入到程序中，然后按照可編程控制器中原有的程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行運算處理，然后得出相應(yīng)的結(jié)論。通過與原有數(shù)據(jù)的比對，兩者相符合后，就可以確認(rèn)為命令已經(jīng)執(zhí)行。

（3）輸出環(huán)節(jié)。在完成前兩個環(huán)節(jié)之后，進(jìn)入第三個環(huán)節(jié)輸出環(huán)節(jié)。輸出環(huán)節(jié)主要是將數(shù)據(jù)輸送到輸出鎖存器中，然后通過輸出模塊輸出指令，通過動作元器件來完成對設(shè)備的控制，同時將數(shù)據(jù)進(jìn)行刷新，進(jìn)行下一個新的數(shù)據(jù)處理循環(huán)。

1.3 PLC 技術(shù)的基本特點

（1）功能完善。PLC 產(chǎn)品具有一定的數(shù)據(jù)計算能力以及邏輯計算能力，在長期應(yīng)用過程中，性能較為穩(wěn)定，同時由于產(chǎn)品進(jìn)行了長時間開發(fā)，產(chǎn)品種類較多，能夠滿足工業(yè)自動化的多種要求。

（2）性能穩(wěn)定。PLC 產(chǎn)品在發(fā)展的過程中不斷運用新技術(shù)，采用較為可靠的整體技術(shù)，特別是大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用，使PLC 產(chǎn)品的技術(shù)等級有了很大的提高，對于各種干擾有較強的抵抗能力，同時還具備故障自檢功能，能夠在發(fā)生故障時提出相應(yīng)的預(yù)警，這將為系統(tǒng)運行提供有效的安全保障，從而使自動化運行更加平穩(wěn)安全。

（3）操作簡單。PLC 產(chǎn)品的編程技術(shù)較為簡單，多數(shù)采用梯形圖語言，因此，在操作時內(nèi)容更加直觀，使操作人員能夠較快地掌握PLC 的編程技術(shù)，同時也增加了PLC 產(chǎn)品的可維護(hù)性，滿足工業(yè)自動化生產(chǎn)的要求。

2 PLC 技術(shù)在工業(yè)自動化控制上的應(yīng)用

2.1 過程控制

PLC 在工業(yè)自動化控制過程中，可以對模擬量進(jìn)行控制。這些模擬量主要包括電流，電壓，溫度等，通過對這些變量的分析，能夠有效地對整個過程進(jìn)行控制。就是基于這個特性，在自動化過程中設(shè)置各種變量，通過用戶設(shè)定的數(shù)值來執(zhí)行相應(yīng)的指令，從而完成循環(huán)控制。

2.2 信息控制

在自動化生產(chǎn)的過程中，會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理，將會大大提高自動化生產(chǎn)的效率。PLC 在工業(yè)自動化控制的過程中，主要是利用其數(shù)據(jù)處理功能來實現(xiàn)信息控制。為了能夠更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)控制，就需要PLC 產(chǎn)品對于生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地采集處理。不僅如此，隨著計算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)的引入，PLC 產(chǎn)品在處理數(shù)據(jù)時提供了更加有效及時的反饋，能夠?qū)υ紨?shù)據(jù)進(jìn)行更深入分析，便于繼續(xù)提高自動化管理水平。

2.3 邏輯控制

PLC 技術(shù)可以實現(xiàn)一些邏輯控制功能，這樣可以較好地融入到自動化管理。PLC 技術(shù)可以實現(xiàn)對于數(shù)字的控制。在自動化生產(chǎn)中，通過開關(guān)設(shè)計，可以將PLC 技術(shù)融合其中，從而實現(xiàn)一點或多點控制，這樣就能夠按照自動化要求來完成生產(chǎn)。PLC 技術(shù)還能實現(xiàn)順序控制和邏輯控制。這樣在自動化生產(chǎn)中，可以按照生產(chǎn)順序逐一完成生產(chǎn)工藝，并且可以根據(jù)需要，按照既定的程序進(jìn)行調(diào)整，使整體上能夠保持協(xié)調(diào)一致，從而使自動化水平不斷提高。

2.4 生產(chǎn)控制

在自動化生產(chǎn)中，由各種動態(tài)生產(chǎn)環(huán)節(jié)共同組成的生產(chǎn)系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，由于生產(chǎn)的需要，會有很多相關(guān)的運動環(huán)節(jié)。各個運動環(huán)節(jié)屬于不同的系統(tǒng)中，這樣就會形成較為復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)。為了能夠使整體生產(chǎn)受到控制，降低對生產(chǎn)的管理難度，就需要對整個生產(chǎn)過程進(jìn)行有效地控制，使其能夠達(dá)到精準(zhǔn)運行的目的。在此期間，PLC 控制技術(shù)就發(fā)揮了作用。PLC 控制技術(shù)可以使整個生產(chǎn)系統(tǒng)具有較高的適用性和靈活性，這樣就可以完成生產(chǎn)系統(tǒng)的運行。即便是在要求較高的尖端工業(yè)領(lǐng)域，PLC 控制技術(shù)依然能夠發(fā)揮較為穩(wěn)定的作用，這樣就為生產(chǎn)控制打下了堅實的基礎(chǔ)，保障了生產(chǎn)過程全面受控，對于生產(chǎn)企業(yè)來講，可以充分發(fā)揮自動化生產(chǎn)的巨大作用，同時也能夠降低管理難度，增加經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 遠(yuǎn)程控制

由于PLC 技術(shù)廣泛聯(lián)系計算機(jī)和現(xiàn)代通信技術(shù)，這樣在PLC控制技術(shù)上可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，不僅可以讓PLC 與控制中心相聯(lián)接，同時也可以和其他PLC 進(jìn)行連接，形成PLC 控制網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程同步控制，滿足現(xiàn)在生產(chǎn)中的同步要求。這樣對于自動化生產(chǎn)有著重要意義，可以對發(fā)現(xiàn)的問題及時進(jìn)行處置，同時也可以迅速調(diào)節(jié)生產(chǎn)能力，使生產(chǎn)安全受控，滿足企業(yè)生產(chǎn)的需要。

3 PLC 技術(shù)在工業(yè)自動化控制上存在的問題及解決方法

3.1 PLC 技術(shù)存在的問題

（1）物理狀況的制約。PLC 技術(shù)使用的電子元器件受到物理因素制約較多，主要有溫度、濕度、電源、振動等。這些因素嚴(yán)重的制約著PLC 技術(shù)的應(yīng)用范圍。如PLC 工作溫度一般在0～55 ℃，在一些極端情況下，PLC 的使用受到限制，影響了性能的發(fā)揮。因此，還需要在使用條件上擴(kuò)大范圍，增強產(chǎn)品的物理承受能力，增加對于環(huán)境的適應(yīng)能力，使其能夠擴(kuò)大使用范圍，滿足更多環(huán)境的需求。

（2）兼容情況的局限。由于PLC 生產(chǎn)廠家眾多，所生產(chǎn)的PLC 產(chǎn)品功能各不相同，即便是在功能相同的情況下，也會出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題，由于PLC 系統(tǒng)的自我封閉性，就會產(chǎn)生如使用不同的總線，不同的通信協(xié)議，以及不同的結(jié)構(gòu)等，這樣容易造成兼容情況差的局面，嚴(yán)重影響PLC 產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用。不僅如此，各個廠家的編程語言各不相同，產(chǎn)品維護(hù)時也會產(chǎn)生額外的壓力，從而影響PLC 產(chǎn)品的使用。

3.2 PLC 技術(shù)問題的解決方法

（1）加強PLC 產(chǎn)品的設(shè)計。PLC 產(chǎn)品設(shè)計的過程中，要不斷采用新材料和新技術(shù)，加強產(chǎn)品質(zhì)量控制，突破產(chǎn)品的物理極限，這樣才能夠為PLC 產(chǎn)品提供更廣闊的使用空間。要突出PLC 產(chǎn)品的特質(zhì)化。在滿足絕大部分客戶要求的同時，要針對特殊客戶開發(fā)特質(zhì)產(chǎn)品，這樣才能夠滿足更大市場的需求。隨著材料水平的提高，以及通信技術(shù)的深入應(yīng)用，特別是5G 技術(shù)的推廣應(yīng)用，PLC 產(chǎn)品還有更大的提升空間，在功能上會更加多元化，在設(shè)計上更趨于合理，在產(chǎn)品上更加新穎獨特，能夠為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）提高PLC 產(chǎn)品的兼容性。重點規(guī)范PLC 產(chǎn)品的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)，使標(biāo)準(zhǔn)盡量統(tǒng)一，增加產(chǎn)品的通用性，這樣能夠提高產(chǎn)品的使用效率，降低企業(yè)的使用成本。同時，要對PLC 產(chǎn)品的編程軟件標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，采用更加先進(jìn)的編程語言，使編程語言更加易于維護(hù)，并且使編程語言更加豐富，從而提高PLC 產(chǎn)品的性能，為工業(yè)自動化生產(chǎn)提供強有力的技術(shù)支撐。要根據(jù)計算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)的發(fā)展，增加PLC 產(chǎn)品的技術(shù)儲備，提高產(chǎn)品的競爭能力，繼續(xù)為工業(yè)轉(zhuǎn)型計劃提供產(chǎn)品保障。

4 結(jié)束語

PLC 技術(shù)還是一項持續(xù)發(fā)展的技術(shù)。隨著各個工礦企業(yè)對于該技術(shù)的研究深入，會出現(xiàn)各種各樣的PLC 產(chǎn)品，不斷滿足工業(yè)自動化領(lǐng)域的需求。在保證控制質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率提高、產(chǎn)品品質(zhì)提升的前提下，PLC 產(chǎn)品會產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益，從而為企業(yè)發(fā)展提供更多便利的條件。