plc在工业领域的发展前景

孙朋飞

中车唐山机车车辆有限公司河北唐山064000

摘要：目前，PLC在工业控制领域中占据重要地位，广泛应用于钢铁、电力、机械制造、汽车、轻纺、交通运输以及环保等各个行业。本文解析了PLC控制系统的设计方法，阐述了PLC在现代化生产的发展及重要意义，预测了PLC的前景。

关键字：PLC；自动化；程序；前景

多年来，可编程序控制器从其产生到现在，实现了从接线逻辑到存储逻辑的飞跃，功能由弱到强，实现了从逻辑控制到数字控制的进步，在半导体技术，计算机技术和通信技术高速发展的今天，PLC在模拟量的处理，数字运算，人机接口和网络等各方面的能力都已大幅度提高，成为工业控制领域的主流控制设备并且应用的越来越广泛，在各行各业发挥着越来越大的作用。

1.PLC控制技术

1.1电气控制线路

PLC控制系统的电气控制线路主要由输入电路、PLC、输出电路三个部分组成。输入电路主要有按钮、各类开关、模拟量、人机界面等。输出电路主要有电磁阀、指示灯、接触器、步进电机等，它们以PLC为核心组成PLC控制系统。PLC控制系统根据输入电路端得到的信号，执行PLC程序，从而控制输出电路端的电器元件，电器元件驱动设备的机械结构，最终满足控制对象的要求，完成系统控制。

1.2程序设计

PLC程序设计是指用户编写程序的设计过程，以指令为基础，结合被控制对象工艺过程的控制要求和现场信号，对照PLC继电器编号，画出梯形图程序。PLC应用程序设计一般采用经验设计法和顺序功能图（SFC）设计法。经验设计法对于一些较简单的控制系统设计比较有效，可以收到快速、简单的效果。对于复杂的系统，经验设计法一般设计周期长、不易掌握，系统交付使用后，维修困难。顺序功能图（SFC）设计法是一种先进的设计方法，程序的调试、修改和阅读也很容易，并且大大缩短了设计周期，提高了设计效率。顺序功能图（SFC）设计法将整个程序分成了输出程序和控制程序两个部分。根据控制要求，将系统的工作过程划分成若干阶段，这些阶段称为“步”。步是根据输出Y的状态划分的，控制程序中M和输出程序中Y之间具有很简单的逻辑关系，所以输出程序设计极为简单。而代表步的辅助继电器或状态继电器的控制程序，不管多么复杂，其设计方法都是相同的，并且易于掌握。

1.3模拟调试

PLC梯形图程序通过编程器传输到PLC中，进行编辑和检查，纠正程序设计时的语法错误。接下来，设计者进行用户程序的模拟运行和程序调试，发现问题立即修改和调整程序，直到满足工艺流程和状态流程图的要求。模拟调试和程序设计一般可以交叉完成。将整个PLC控制系统分成多个控制功能块，编写好一个程序功能块后，及时进行模拟调试，这样便于查找问题，及时修改。

1.4现场调试

模拟调试好的程序传送到控制现场使用的PLC中，一般先不带负载，只带上接触器线圈、信号灯等电器元件进行调试。利用编程器的监控功能，或用计算机监视梯形图，采用分段、分级调试方法进行。待各部分功能都调试协议的转换，实现与以太网的互联，进而实现控制网络的集成。

2.PLC的发展及意义

虽然PLC问世时间不长!但是随着微处理器的出现，大规模，超大规模集成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC也迅速发展!其发展过程大致可分三个阶段。

第一阶段20世纪60年代末一70年代中期，一般称为可编程逻辑控制器。

第二阶段20世纪70年代中期一80年代，在微处理器的出现使PLC发生了巨大的变化。

第三阶段20世纪80年代中后期至今，进入20世纪80年代中后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。

我国可编程控制器的引进，应用，研制，生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。虽然我国在PLC生产方而还比较弱，但在PLC应用方而，我国是很活跃的，近年来每年约新投入10万台套PLC产品，年销售额30亿元人民币，应用的行业也很广。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。

3.PLC的应用前景

PLC未来的应用前景分为以下几个方而:

3.1人机界而将更加友好

PLC制造商通过收购或联合软件企业或发展软件产业，大大提高了其软件水平，多数PLC品牌拥有与之相应的开发平台和组态软件，软件和硬件的结合，提高了系统的性能，同时，为用户的开发和维护降低了成本，更易形成人机友好的控制系统。

3.2网络通讯能力大大加强

PLC厂家在原来CPU模板上提供物理层RS232/422/485接口的基础上，逐渐增加了各种通讯接口，而且提供完整的通讯网络。由于近来数据通讯技术发展很快，用户对开放性要求很强烈，现场总线技术及以太网技术也同步发展。

3.3开放性和互操作性有很大发展

PLC在发展过程中，各PLC制造商为了垄断和扩大各自市场，处于群雄割据的局而，各自发展自己的标准，兼容性很差，这给用户使用带来不便，并增加了维护成本。开放是发展的趋势，这已被各厂商所认识，形成了长时期妥协与竞争的过程，并且这一过程还在继续。虽然PLC开发上各种工具仍不兼容，但基于这些标准的开发系统，使用户在应用过程中，可以较方便地适应不同品牌的产品。

3.4功能的进一步增强

应用范围越来越广泛。PLC的网络能力，模拟量处理能力，运算速度，内存，复杂运算能力均大大增强，不再局限于逻辑控制的应用，而越来越多地应用于过程控制方而，除石化过程等个别领域，PLC均有成功地应用，PLC在相当多的应用取代了昂贵的DCS，从而使原来PLC(顺序控制)+DCS(过程控制)的模式变成PLC+IPC模式。

3.5工业以太网的发展对PLC的影响

与工业网络相比，以太网应用非常广泛其成本非常低，因此，人们致力于将以太网引进控制领域。目前的难题在于硬件上如何适应工业恶劣环境和通讯机制如何提高其可靠性。纵观当今社会发展前沿,PLC在工业工程方而的作用举足轻重，不仅如此，在生活上通过利用传输电流的电力线作为通信载体，使得PLC具有极大的便捷性。

4.结束语

PLC以其较高的可靠性，较强的抗干扰能力和完善的功能非常强的适应性，在现代技术中有着不可替代的作用，PLC的发展及应用新兴科技的崛起奠定了基础。

参考文献

[1]盖勒(Ge11er,D.A.).可编程序控制器原理与设计「Ml.北京:清华大学出版社2006:61-62.

[2]陈忠华.可编程序控制器与工业自动化系统「Ml.北京:机械工业出版社2006.

[3]周永坤.浅析PLC的应用及前景fJl科技资讯，2005(25:70-71.

[4]刘卫平,王明泉.PLC的发展及应用前景[J].机械管理开发,2009,24(5):78-80.