PLC 的发展及应用前景探析

PLC 的发展及应用前景探析
摘要；本文主要从笔者亲身参与的PLC 的发展及应用前景探析，旨在与同行探讨学习，共同进步。

关键词； PLC；发展趋势；应用前景م
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 的定义和特点
（1）PLC的定义可编程序控制器简称PLC（ProgrammableLogicController），
是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。

（2）PLC的特点①体积小，能耗低。

可大量减少中间和时间继电器的使用，一些复杂的控制系统使用PLC后，缩小控制系统的体积，节省资源。

②功能强。

PLC发展到今天，可以实现顺序、位置和过程控制，除此之外还可实现定时、计数、数据处理、通信等功能，具有了模拟和数字量输入/输出、逻辑运算的能力。

③可靠性高，抗干扰能力强。

PLC是专为工业控制而设计的，由于采取了一系列
的措施，使之在恶恶劣的工业环境下仍能保持很高的可靠性。

一般平均无故障时
间可达到10万小时。

④编程简单、易学。

PLC作为通用工业控制计算机，经常
采用的是梯形图方式的编程语言，它与继电器控制原理图相似，形象直观，易学
易懂，受到大多数技术人员的欢迎。

⑤通用性好。

PLC品种多，档次高。

同一台PLC可适用于不同的控制对象或同一对象的不同控制要求，同一档次、不同机型
的功能也能方便地相互转换。

⑥开发周期短。

PLC在很多方面是以软件编程来取
代硬件接线实现控制功能，大大减轻了繁重的安装接线工作，且编程简单，程序
设计和调试修改也很方便安全，因此，大大缩短了PLC控制系统的开发周期。

2.PLC 的发展现状
PLC技术虽然被发明的时间不是很长，但是伴随着微处理器、大规模及超大
规模集成电路技术、数据通讯技术快速发展，PLC技术也得到了发展空间，其发
展过程可分如下三个阶段。

第一阶段是指上世纪60年代末至70年代中期，行业中将此时的PLC称作可
编程逻辑控制器，其作用等同于继电器控制装置，一般情况下只能够完成简单的
单一工序的自动控制。

其在硬件配置方面，PLC为了适应现场条件的需求在I/O
接口上作了改进。

它的设备中使用的元器件以中小规模集成电路和分立元件为主，采用磁芯存储器技术，配合相应措施，提高了设备的抗干扰能力。

其在软件配置
方面，PLC的逻辑编程语言采用梯形图。

早期的PLC的性能要比优于继电器的性能，它的具体优点包括：操作简单易懂、设备体积小、便于安装、消耗能低、能
重复使用、有故障指使等。

第二阶段是指上世纪70年代中期至80年代中后期，在此阶段微处理器应用
于PLC并使之产生了很大的变化。

美国、德国、日本等发达国家的厂家先后以微
处理器作为PLC的CPU，极大地增强了PLC的工作性能。

在硬件方面，PLC增加
了远程I/0模块、模拟量模块以及其他各种特殊功能模块，并且使存储器的扩容，此外还提供了一定数量的数据寄存器，这些改变都促使PLC应用范围变得更宽泛。

在软件方面，PLC增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。

第三阶段是指上世纪80年代中后期至今，在这个阶段超大规模集成电路获得了快速的发展。

各制造厂商分别研制开发了专用逻辑处理芯片，促使PLC在软件
和硬件方面的功能都得到很大提高。

进入21世纪以后，PLC的硬件和软件系统向
着标准化的方向发展，从而能够更好地满足工业生产需求，降低了各个环节的成本，进而增强了产品的竞争力。

3. PLC 的应用领域
PLC是以自动控制技术，微计算机技术和通信技术为基础发展起来的新一代
工业控制装置，伴随微处理工艺的发展，该项技术必然会获取显著的进步，而且
也会在很多的行业之中获取稳定的发展。

当前，其应用范围非常广，比如：通用
和专用机械，机床与工具，汽车制造，立体仓库，过程控制，控制与装置仪表，
控制设备制造、环保及文化娱乐等各个行业。

而且还在不断的朝着别的方向扩展。

PLC的应用机械控制占87％，过程控制占58％。

运动控制占40％，批量控制占26％，自诊断占18％圈，使用情况及分类如下。

（1）开关逻辑量控制
它是该工艺的最基础应用，它能够进行逻辑控制活动，不但能够用来控制单
一设备，同时还能够应对群组设备。

比如注塑机，印刷机，订书机械，组合机床，磨床，包装生产线，电镀流水线等。

（2）工业过程控制
当我们开展工业生产工作的时候，必然会面对很多连续变化的要素，像是气
温以及速率等。

PLC采用相应的A，D和D，A转换模块及各种各样的控制算法程
序来处理模拟量，完成闭环控制。

PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的一
种调节方法。

过程控制在冶金，化工，热处理，锅炉控制等场合有广泛的应用。

（3）运动控制
该工艺能够用来控制运动。

通过分析机构的配置我们得知，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。

当前行业的很多生产
单位研发的新产品大多都能够实现自控制，被大量的应用到各类设备之中。

（4）数据处理
现代PLC具有数学运算，数据传送，数据转换，排序，查表、位操作等功能，能够实现信息收集以及处理。

该数据能够和储存在存储装置中的数值比对。

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，食品工业中的一些大型控制系统。

（5）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。

伴随电脑控制的
进步，此时的自动化网络获取了显著的进步，很多的生产单位都非常看重它的通
信能力，已经开始研发各个类型的网络体系了，这些体系都有强大的接口，使用
起来很便捷。

4.PLC 的应用前景
我国当前的制造业发展与国外相比尚存在一定差距,这主要是由于国内工业生
产的自动化水平还有待提高,与国际标准之间还有距离。

工业领域的自动化生产推
动着PLC技术在我国的应用和普及,无论是产品类型还是市场需求都亟需从技术革
新角度来体现科技为工业生产领域带来的发展优势。

（1）我国 PLC 技术的应用前景
纵观当前国内的工业自动化发展水平,无论是控制系统的技术处理还是网络化模式的应用程度都处于发展阶段,其自动化水平与发达国家之间还存在着明显的距离。

甚至在我国的机械行业仍然采用的是传统的继电器设备,工业生产的自动化亟需技术革新。

对于制造业的自动化控制来说,PLC技术的应用显然是劳动生产率及产品自身质量的根本保障,在离散控制过程中为PLC技术的应用与推广创设更加广阔的发展空间。

此外,PLC技术崇尚的低碳理念也是今后工业发展的主流方向,生产效益的提升必须建立在必要的环境保护基础之上,无论是化工行业领域还是交通运输业的应用都需要从根本上突出PLC的环境保护优势,体现PLC应用于工业制造业的技术发展优越性。

从目前的发展趋势来看,PLC技术在我国的应用还有广阔的空间亟待挖掘,只有真正从市场发展与经济效益提升的双重角度来凸显PLC的技术革新才能从根本上发挥PLC技术的系统功能。

（1）PLC 在发展过程中的注意事项
关于PLC技术在今后发展过程中的注意事项主要表现为以下几点:其一,突出PLC技术在行业应用中的重点。

专业化的PLC技术革新需要从行业特点及行业优势出发切实保证行业发展重点的突出,而稳定的行业客户就成为了PLC技术发展的根本保障。

其二,从产品使用优势角度来拓展PLC技术的定制需求,产品优势的突出依赖于必要的市场需求,这就需要PLC使用主体能够从个性化定制角度来提升产品的市场影响力。

其三,在PLC软件开发力度方面也应做到切实满足市场需求,PLC 软件使用过程中的一些复杂控制程序都源于基本软件的开发,这也需要在今后的PLC发展及应用过程中得以体现。

参考文献；
（1）PLC的发展及应用前景_刘卫平
（2）PLC的发展及应用前景探析_冷海滨
（3）PLC的应用发展与前景_冯汛
（4）PLC应用前景与发展展望_陈广华
（5）PLC在中国的发展及应用前景_宋秀玲
（6）浅谈PLC的发展及应用_张丽然
（7）浅析PLC的发展及应用前景_黄永彬
（8）浅析PLC应用前景_王莹。