试论PLC技术在自动化控制中的应用和发展

    李陈

    摘 要：随着当前科学技术水平的提高，自动化控制在各行各业都得到了广泛的应用和重视，PLC技术应用在自动化控制中一直发挥着积极作用。本文就PLC技术在自动化控制中的应用策略进行阐述，然后就其发展趋势进行分析，旨在促进PLC技术的进一步发展。

    关键词：PLC技术;自动化控制;应用

    0 引言

    可编程控制器最先出现在上个世纪的美国，经过几十年的发展以及技术研发人员长期的努力，可编程控制器的功能和性能都获得了巨大的提高。现代PLC不再是一个简单的能够执行逻辑运算的电子装置，而是由主机、编程工具、扩展单元等设备所组成的一个较为复杂的控制系统。其使用了可编程的记忆体存储单元，除了能完成基本的运算功能外，配上特殊的功能模块还可实现PID控制、运动控制和网络通讯等功能。再通过与外部单元间传递信号的接口部件来实现信号电平的转换，以此完成各种电气设备的自动化控制。近年来，随着社会以及科学技术的高速发展，市场对于自动化设备的需求在日益增长。在这个大背景下，对相关的电气控制技术水平提出了更高标准的要求。可编程控制器凭借其可靠性高，功能完善，速度快以及操作灵活等优势，已逐渐成为当前我国自动化控制领域设备选型的主流。

    1 PLC技术在自动化控制中的应用作用

    通过专业设计人员对电气控制技术不断的研发和更新，能够极大提高自动化控制系统的性能，以满足生产企业对先进控制的实际需求。传统的电气控制需要大量的人工参与，因其线路触点较多，使得安装与调试都非常的复杂。PLC技术很好解决了传统电气控制存在的局限性和弊端，不仅能够让信息技术的处理有效代替电器功能，还能够完成多台生产线设备的联机控制。这对于多机群生产线工作效率而言是有很大的提高的，而且降低了工人的劳动强度、缩短了产品的生产周期。再者，PLC在实现自动化控制的前提下，还能够根据逻辑关系完成控制系统的自身故障修复和报警显示等。电气设备在日常运转中，不可避免因一些不利因素的影响而出现某种故障，在这种紧急情况下，系统能够第一时间完成故障排查、分析和解决。这些都可以通过提前编好判断程序来实现，能够及时减少由于突发故障所带来的损失，提高系统运行的稳定性。

    2 PLC技术在自动化控制中的应用策略

    2.1 在立体仓库中的应用

    立体仓库因其具有很高的空间利用率、可采用先进的自动化搬运设备、便于形成先进的物流系统等特点，已越来越受到企业的重视。将PLC技术应用于立体仓库中，在无人操纵的情况下，只要按下启动按钮，就可以让堆垛起重机自动进行进出库动作、自动装卸货物，从而有效提高仓储运作的速度和效益。为了能够保证设备连续运行，精准定位，提高立体仓库的分布式管控，需为每台堆垛起重机配备一套独立的控制和通讯系统，该设备可以通过无线以太网接受上位机指令，完成联机控制方式下的自动作业，同时还能实时反馈当前设备运行状态信息。在此基础上，根据仓储的控制需求，在监控主机上利用编程组态软件，可增加数据分析和实时报表等功能，实现监视和控制一体化。

    2.2 在发电厂中的应用

    PLC技术在发电厂各系统中被广泛应用。如水电厂机组正常开停机、事故紧急停机等过程，完全可以凭借PLC技术按严格规定的顺序进行逻辑控制。通过直接接入采集到的开关量和模拟量信号，对信息进行合理处理和分析，再通过电子系统将指令转移到工作流程上，完成对相关电气设备动作过程的控制。根据机组状态定义和控制程序逻辑设置，能够实现机组的自动控制过程。当机组需要正常开机时，首先会检查出口断路器合闸等开机条件是否满足，如具备满足所有的开机条件，则自动按程序流程顺序执行开机过程。这样不仅能帮助运维人员节约处理时间，还能提高经济效益、降低安全隐患。同时，一些重要信息量的接入，如剪断销剪断信号、导叶开度、油压信号等，可通过通信程序传送到监控系统上位机，这对水电厂实现远程实时监控和操作提供了较好的促进作用。

    2.3 在智能温室系统中的应用

    室内空气温湿度、光照强度、土壤水分含量等环境参数是智能温室控制系统关心的重点，因为这些因素直接影响温室大棚中作物长势的好坏、产量的高低。在智能温室控制系统中引入PLC技术，每个环境参数分别由各自的闭环系统进行调节，能够有效地完成环境参数的实时控制。当室内空气湿度低于系统中设定的下限值时，自动控制系统会开启喷灌设备，来增加空气湿度，保证当前湿度值处于预设标准范围内。通过采用先进的控制算法，可较好地解决受控参数之间相互影响的问题，扩大控制范围。PLC技术主要负责温室内加热设备、人工补光灯、通风风扇和增湿装置的控制，最大限度的满足植物生长发育的需要，从而提高作物的产量和品质。

    3 PLC技术应用于自动化控制的发展趋势

    未来可以预期的是，科技创新将会加速推动PLC技术不断向前发展，将会为PLC带来更多的特性和功能，具体表现在以下几个方面：

    （1）随着自动化程度的提高，PLC产品将会更加多元化。适应于小型控制系统的微型PLC会拥有更多高端PLC的特性，朝着体积小型化、功能集成度高的趋势发展，而中高端PLC会提供更紧凑、更高效的解决方案，以适应大型控制系统的需求。在复杂工业环境下的抗干扰能力也会进一步提高。

    （2）随着PLC技术研发力度的的加大，应用场合不断延伸，编程软件和编程语言的选择将会更加多样。为了某些特定的自动化控制过程，专门开发一个统一的编程环境，便捷的操作和较低的重复率会使得学习周期和研发时间进一步缩短。

    （3）PLC技术与全自动化生产相结合，智能控制和人机交互的功能将越来越多。针对不同控制系统场合的解决方案将会趋于多元化，为了丰富模块功能，提高PLC的适应性和可靠性，PLC技术的智能化发展和网络化发展也会逐步实现。

    4 结束语

    在当前的自动化控制领域中，控制功能的规模和标准在不断提高，整个系统引入的问题和任务也会越来越多，如何有效运用控制技术是提高生产效率的关键。将PLC技术应用在电气工程自动化控制的工作环节之中，不仅能加入多样化的功能，而且还能完成对整个自动控制系统的综合控制，提升各个系统的安全可靠性，从而更好地满足当前用户的需求。在实际应用过程中，电气技术人员应当加强对PLC技术的认识和推广，这样才能有助于PLC技术在自动化领域中提供更多更成熟的解决方案。

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