浅析PLC控制技术应用现状与发展

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浅析PLC控制技术应用现状与发展 ★★★

浅析PLC控制技术应用现状与发展

作者：佚名 文章来源：214 点击数：385 更新时间：2009-5-10 14:30:00

浅析PLC控制技术应用现状与发展

摘 要：PLC(Programmable Logic
Controller)自问世以来在工业自动化控制领域发挥了重要的作用。本文详细介绍了PLC的发展历程与目前国内外应用现状，并对其未来的发展趋势进行了充分阐述。
关键词：PLC控制技术 应用现状 发展
引言
在现代工业设备以及过程的自动化项目中，会遇到大量的数字开关量和模拟量的控制装置。如电机的停止启动、电磁阀的开闭、产品的计数等物理量的设定与控制等。传统的工业自动控制主要是由继电器或分离的电子线路来实现的，这种控制方式虽价格便宜，在一些简单的产品中还有一定的市场，但它却有些缺陷。为了克服这种弊端，世界上各国研制出了可编程序控制器取代继电器控制，因其可靠性、抗干扰性等诸因素是继电器无法比拟的。目前在工业控制上具有代表性的有：可编程控制器(PLC)、工业控制机和计算机集散控制系统(DCS)等。本文仅对PLC技术应用现状以及发展趋势进行了探讨。
1. PLC控制技术

的特点及其应用领域
PLC(Programmable Logic
Controller)，是可编程逻辑控制器的缩写。它是一种以微处理器为核心，综合了计算机技术、电器控制技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。PLC具有如下特点：1高可靠性；2编程方便、易于使用；3控制功能极强；4扩展机与外部连接极为方便。
经过20多年的工业应用，PLC特点已越来越为广大业界人士认识和接受，使得PLC迅速渗透到工业控制的各领域：
(1)开关量的逻辑控制。
(2)运动控制。
(3)闭环过程控制。
(4)数据处理。
(5)机器人控制。
2.国内外PLC应用现状
世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司(DEC)研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。
20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传输及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的
PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。
20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能和产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量
日益上升，这标志着可编程控制器已步入成熟。
20世纪末期，可编程控制器的发展待点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶

金钢铁、汽车和轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。
我国可编程控制器的引进、应用、研制和生产是伴随着改革开放的。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，我国已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。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发展前景
随着计算机科学发展和工业自动化愈来愈高的需求，可编程控制技术得到了飞速的发展，其技术和产品日趋完善。仅仅将PLC理解为开关量控制的时代已经过去，PLC不仅以其良好的性能满足了工业生产的广泛需要，而且将通信技术和信息处理技术融为一体，其功能也日趋完善。今后，PLC将主要朝着以下两个方向发展：一是向超小型专用化和低价格方向发展；另是向高速多功能和分布式自动化网络方向发展。总的发展趋势如下：

1标准化
一种自动化产品的竞争力主要在于其满足国际标准化的程度和水平。标准化一方面保证了产品的出厂质量，另一方面也保证了各个厂家产品的互相兼容。所以可编程技术的标准化势在必行。

2CPU处理速度进一步加快
将来会使用64位RISC芯片，实现多CPU并行处理或分时处理或分任务处理，实现各种模块智能化，且部分系统程序用门阵列电路固化。这样PLC执行指令的速度将达到纳秒级。

3集成化、通讯化、网络化
由于控制内容的复杂化和高难度化，PLC将与PC集成，与DCS集成，与PID集成。网络化和强化通信能力也是PLC的重要发展方向，尤其是以PC为基础的控制产品增长率不断加快。PLC与PC集成，即将计算机、PLC及操作人员的人机接口结合在一起，使
PLC能利用计算机丰富的软件资源，而计算机能和
PLC的模块交互存取数据。以PC机为基础的控制方法使得用户编程更加方便，而且提供开放的体系结构，用户可以根据需要选择各类、各厂家的PLC或
I/O设备进行互联，从而可以降低生成成本和提高生产率。
4PLC的新进展—软PLC
计算机软、硬件技术的迅速发展，推动了自动控制技术又取得了一系列新的进展。目前有许多工业用自动控制产品、机电一体化产品

开始转向以计算机为平台的控制方式，这就是软PLC。软PLC实际利用软件来实现传统PLC的功能，它最大的优势是具备柔性扩展能力，用户可以选择不同厂家生产的各种硬件产品，充分利用每一软件的最佳特性，组成最佳的控制系统。同时与硬件的连接也十分方便。有很多的
I/O卡可以直接内连接到SOFT
PLC计算机总线上。从而在软、硬件两方面可以达到工控机和PLC性能的完美结合，方便了性能扩展和人机交流，是PLC未来的一大发展趋势。
结束语
PLC已经走过了近40年的里程，PLC以其结构紧凑、可靠性高、功能强、速度快、价格低等优点，迅速获得广泛应用，已经成为工业控制系统的主流。目前PLC与DCS相结合的控制系统发展很快，PLC与
DCS相互渗透、相互融合、相互竞争，已成为当前工业控制系统的发展趋势。


参考文献：
[1].路林吉，王坚，江龙康．可编程控制器原理及应用[M]．北京：清华大学出版社，2002；
[2].张万忠，周渊深．可编程控制器应用技术[M]．北京：化学工业出版社，200l；
[3].祝永华，郁炜，叶文通．PLC的网络化发展趋势[J]．电气时代，2003，(6)




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