摘要：随着社会的不断发展进步，以及我国工业自动化进程的不断加快，PLC在工业自动化控制中的应用也越来越广泛。PLC即为可编程逻辑控制器，以下简称为PLC。对于PLC而言，其本身存在的目的就是为了工业自动化控制而设计，PLC系统大量应用于工业生产中，其自身由于具有可靠性高，抗干扰能力强以及易学易用等特点，在企业得到很广泛的应用，在工业自动化控制中起到了不可代替的作用。本文通过对PLC在工业自动化控制领域中的应用、功能做出了阐述，同时也对PLC技术进行分析，对需要改进的问题提出了意见，望能为PLC在工业自动化领域的进一步发展提供一些有用的帮助。
关键词：PLC；工业自动化控制；应用
1、工业自动化的主要内容
工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下，按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称。工业自动化技术运用各种控制理论、仪器仪表、计算机信息技术等，对工业生产过程进行检测、控制、优化、调度、管理和决策。利用工业自动化技术，企业可以实现节约人力成本、降低物料消耗、提高产品质量、优化工艺流程、减少安全事故等目的，从而有效提高企业效益。随着社会的发展和技术的进步，越来越多的企业加入自动化生产的浪潮，带来了良好的企业和社会效益。
2、PLC的原理和作用
可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称 PLC或 PC）是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作电子系统。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字量、模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点。如今的PLC控制系统通用性强、可靠性高、配置灵活，在工业生产中得到了广泛的应用。
3、PLC在工业自动化中的应用
早期PLC主要用于取代继电器控制回路，随着电子和计算机技术的发展，PLC的功能越来越强大，不仅能实现最基本的逻辑控制，还更多地具有数据采集和处理、网络和通讯等功能。
PLC广泛应用于以下常见控制过程。
顺序控制。顺序控制又叫逻辑控制，主要是开关量的控制。这是PLC最常见的应用类型，用来取代传统的继电器控制回路。即可用于单机控制，还可用于流程控制。以火电生产为例，PLC常用于火力发电厂辅助控制系统，如输煤系统、除灰系统、化学补给水处理系统、污水处理系统、除灰系统、除渣系统等。此外，很多工业转机设备、成套系统自身也大都使用PLC进行控制。
过程控制。过程控制指连续生产场合的控制，如石油、化工生产场合，生产一般是不能间断的。这些场合的控制参数叫做过程参数，例如：温度、压力、流量、液位、成分、物性等。这些参数多为模拟量。随着PLC技术的发展，大部分PLC都提供了模拟量输入输出功能，可以实现模拟量过程控制。PLC通过A/D、D/A转换，实现模拟量信号的采集和输出，利用各种控制算法如PID控制算法、模糊控制算法等，实现对过程参数的控制。
运动控制。运动控制系统是以机械运动的驱动设备——电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。运动控制多以电机为执行装置，采用脉冲信号进行控制。很多PLC产品提供了脉冲量输出模块，使其可以很方便的用于运动控制领域。
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数据处理。PLC提供了大量数学运算、数据转换等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。事实上，数据处理广泛应用于各种连续生产的大型PLC控制系统，如水处理、冶金、石油化工等工业生产系统。
通讯和联网。得益于工业自动化技术的发展，现在的PLC大都具有通讯接口，支持各种标准通讯协议如OPC等。通过对传统设备使用PLC控制，可以很方便的实现与不同设备间的信息交换、通讯组网，实现设备联动、远程控制、智能管理等功能。
实际应用中，PLC控制系统往往是以上各种控制过程的综合。
4、PLC的优势
早期的PLC系统存在很严重的问题。各PLC产品的软、硬件体系结构是封闭而不是开放的，往往采用厂家私有的总线和数据通信协议，编程方法也不一致，使得各种PLC产品互不兼容，学习困难，替换麻烦。国际电工协会（IEC）在1992年颁布的IEC1131-3《可编程序控制器的编程软件标准》，以及OPC基金会于1996年制定的OPC规范，分别为PLC编程语言和通讯接口的统一提供了方案。
如今的PLC产品大都支持标准的编程语言，提供通用的OPC通讯接口，大大降低了PLC的学习和使用成本，也提高了不同产品之间的兼容性和通用性。除此之外，国际电工协会（IEC）还提出了现场总线技术，并发布了IEC61158国际标准，规定了8种总线可供PLC制造商选择。通过统一的现场总线技术，不同厂家的现场仪表和控制设备都可以通过现场总线进行连接，实现信息的数字化传输。同时，随着计算机和互联网的普及，越来越多的PLC产品也开始支持TCP/IP协议，使得PLC的应用和组网更加方便。
在工业自动化领域，除了PLC控制系统，还有DCS控制系统和FCS控制系统。早期PLC主要用于逻辑控制，DCS主要用于模拟量控制。随着技术的发展，两者之间的差别越来越小，甚至有制造商的DCS系统底层就是PLC。PLC控制系统目前的优势就在于编程语言的统一，以及结构灵活，这些特点使得PLC易学易用，普及率非常高，在工业控制领域起着非常重要的作用。
5、PLC的未来
《中国制造2025》提出推进制造过程智能化、数字化控制、状态信息实时监测和自适应控制，作为工业控制最重要的基石之一，PLC将担负的任务会越来越重，客户对其要求也将越来越高。如何改进PLC产品来应对客户的需求，已成为每一个PLC制造商必须考虑的问题。
未来的PLC还需要更强的通信能力。越来越多的设备都开始集成通信接口，很多以往只需简单信号采集的设备，未来都会通过通信进行连接，这需要PLC提供更加强大的通信能力。而通信能力的提高和大量信息的处理，也要求PLC拥有更高的性能。
另一方面，随着工业智能化的发展，如何保证工厂各种复杂设备之间的兼容性和可替代性，也成为企业必须考虑的问题。在未来，能够广泛支持各项工业标准，具有良好兼容性和可替代性的产品，必将更受企业的青睐。
最后，PLC还需要提高灵活性。随着工业自动化进程的推进，各种各样的企业会对PLC有着不同的需求。这就要求PLC制造商能够提供不同的个性化、定制化产品，满足企业的不同需求。
结束语
工业4.0时代，PLC还会有更大的发展。越来越多的工业企业进行自动化、智能化、信息化的转型，会为PLC带来大量的市场需求。各大PLC制造商的不断改进，也为PLC带来更大的适用空间。PLC作为工业自动化控制领域的重要组成部分，将会在我国的工业自动化进程中发挥重要的作用。
参考文献：
[1]郭娟.PLC技术在矿山机电控制中的应用初探[J].世界有色金属，2017，06：82+85.
论文作者:周国燚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/19
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