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摘要：在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的启停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度、压力、流量的设定与控制等，而PLC技术是解决上述问题的最有效、最便捷的工具，因此PLC在工业控制领域得到了广泛的应用。
关键词：可编程序控制器（PLC）；自动化；发展；
1.1 PLC 工业自动化应用
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类：
开关量的逻辑控制：这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等；模拟量控制：在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制；运动控制：PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合；过程控制：过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用；数据处理：现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统；通信及联网：PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
1.2 PLC实际应用举例
PLC在自动化控制领域占据着非常重要的地位，下面我们用几个常用的电路来举例，更好的了解PLC。
1.2.1 接触器联锁正反转控制使用PLC控制
本图中靠近母线一侧中的第一梯级和第二梯级中的X000、X001均为PLC外部按钮SB2、SB3按钮所控制的常开接点，一旦接到外部信号使相应的X000或X001闭合，通过串接于第一或第二梯级相应线路，使输出继电器Y000或Y001线圈中的一个闭合，由于输出继电器线圈的闭合，使并接于第一和第二梯级中的常开接点Y000或Y001中的一个闭合形成了自保关系。接于输出继电器外围相应接触器则带动电动机运行。停止则由外部的SB1按钮控制，使串接于第一和第二梯级中的常闭接点X002断开，不管是正转还是反转均能断电，从而使电动机停止运行。热保护则由外部的FR驱动，使串接于第一和第二梯级中的常闭接点X003断开使电动机停转。而串接于第一和第二梯级中的常闭接点Y001和Y000的作用，是保证在正转时反转回路被切断，同理反转时正转回路被切断使它们只能处于一种状态下运行，其实质是相互联锁的作用。这里特别要强调的是：由于PLC运行速度极快，在正反转控制状态下若没有必要的外围联锁，将会造成短路。如果只靠PLC内部的联锁是不行的。这一点一定要记住。而且在星角降压启动等必要的电路中均应考虑这一问题。
1.2.2 复合联锁正反转能耗制动使用PLC控制
本图为正反转能耗制动控制改为用PLC控制，其工作原理是：当按接于外部的正转按钮SB1驱动第一梯级X000常开接点闭合（而第二梯级中的X000常闭接点则同时断开，切断可能运行中的反转功能，起了互锁作用），通过串接于其后的X002、X001、Y001、Y002各接点的常闭，接通了Y000输出继电器线圈使其闭合，由于Y000线圈的闭合，导至第一梯级的并接于母线侧的Y000常开接点闭合，形成了Y000的自保（同时串接于第二梯级的，Y000常闭接点断开，保证了在正转的情况下不允许反转，起了互锁的作用）。由于Y000的闭合，接通了正转接触器，带动电动机工作。第二梯级的工作则与第一梯级相似：即按外部反转按钮SB2，驱动第二梯级X001常开接点闭合（而第一梯级中的X001常闭接点则同时断开，切断可能运行中的正转功能，起了互锁作用），通过串接于其后的X002、X000、Y000、Y002各接点的常闭，接通了Y001输出继电器线圈使其闭合，由于Y001线圈的闭合，导至第二梯级的并接于母线侧的Y001常开接点闭合形成了自保（同时串接于第一梯级的Y001常闭接点断开，保证了在反转的情况下不允许正转，起了互锁的作用）。由于Y001的闭合，接通了反转接触器，带动电动机工作。若要停止，则按外部按钮SB3驱动了第三梯级的X002常开接点的闭合（同时第一梯级和第二梯级的X002常闭接点断开，切断了正转或反转的工作。）通过定时器T0的常闭接点，接通了输出继电器线圈Y002和定时器T0线圈，由于Y002的接通，其并接于第三梯级母线一侧的常开接点Y002闭合，形成了Y002线圈的自保（在这同时串接于第一梯级和第二梯级的Y002的常闭接点断开，再次可靠切断了正转或反转），从而Y002接通了外接接触器KM3，而KM3则向电动机送入了直流电进行能耗制动。上述的定时器与Y002是同时闭合，定时器在闭合的瞬间即开始计时，本定时器计时时间为4S（计算方法：T0的单位时间为100ms，而K值设定为40则：100×40＝4000ms 1S＝1000ms），4S时间一到，串接于第三梯级的常闭接点T0断开，运行则停止。本梯形图没设置热继电器，可在第一、第二梯级的Y000和Y001的线圈前端设置常闭接点X003，外部则接FR的常开接点。同理这线路由于是正反转线路，在其外部应考虑进行必要的接触器辅助接点的联锁。
第二章PLC的发展趋势和前景
2.1 PLC在工业领域应用的发展趋势
工业自动化生产线的首要目标是保证产品质量，生产过程不可能进行过多的人工干预，产品质量的保证只能依赖在线质量检测设备和仪器，监视产品质量参数，为控制器提供准确的测量值和检测状态。长期以来PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。
在企业方面，国内企业经过多年的努力，工业过程控制经过继电器控制，PLC控制、集中监控，到现在的工业现场总线控制技术和管控一体化控制系统，为国内企业自动化、信息化打下了良好的基础。如今，工业企业现代化改造的方向是全而实现企业的自动化向信息化方向发展，现代工业企业自动化的特征是自动控制技术、物流技术、信息技术的综合应用。为了满足企业提出的提质降耗、精细加工、小批多品、开发新品、管理控制结合的新需求，企业自动控制技术的发展趋势向着网络化、智能化、数字化发展，并且向实时在线质量检测、实时数据自动采集、设计调试手段和工具、故障自诊断技术、数据自动管理等一系列先进技术发展。
参考文献：
[1] 李帅军.PLC在工业控制系统中的应用[J].科技创新，2004，9；
[2] 张宇驰.现场控制技术在工业企业中的应用[J].湖南工业职业技术学院学报，2005，3；
[3] 薛克贤.PLC在自动传送装置中的应用，2006，11；
论文作者:梁秋强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/8
标签：梯级论文; 接点论文; 常开论文; 线圈论文; 接触器论文; 继电器论文; 联锁论文; 《基层建设》2017年第19期论文;