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摘要：随着计算机和微电子技术的飞速发展，PLC控制系统得到了极大发展，在现代工业自动化生产过程中发挥着越来越重要的作用。PLC技术实现了工业生产自动化技术的全面发展，令系统内数字化、自动化、智能化的控制实现了进一步综合与强化的应用。文章简述了PLC的工作原理及特点，并分析了PLC在工业自动化中的应用及发展前景。
关键字：PLC技术；工业自动化控制； 工作原理；应用
【分类号】：TU855
引言：我国的工业生产要想有更高的安全保障和生产率，就必须提高工业生产的自动化、科技化水平，必须致力于现代工业技术的开发和革新。PLC又名可编程逻辑控制器，它是一种用数字操作的电子应用程序，是专门为工业化环境而开发的新技术。这种新技术，开发的新系统是计算机和触控系统融合、升级的产物，这种技术不仅解决了往时传统系统内部复杂，安全性不高的问题，而且还在一定程度上节约了资源，提高了其灵活性。因其诸多优点，这种技术已经慢慢的普及到工业自动化的工作环境中。
1. PLC的概述
1.1 PLC的定义
PLC是一种控制数字运算和操作的可编程装置，它的发展是为了代替传统的继电器，PLC电子系统集通信技术、计算机技术和自动控制技术于一身。在工业化境下实现整个工厂流程只需要一台设备来控制就是PLC开发的目的。可靠性强、体积小、组装灵活、编程简单等都是PLC的自身特点。现今，机械制造领域、化工领域和电力领域、建筑领域等都广泛地应用了PLC系统，有力地支撑起了现代工业的控制，机电一体化的发展速度也被PLC大力推进了。过程控制、生产管理、顺序控制等都是PLC技术主要涉及的领域。由于越来越成熟的PLC技术，和越来越短的更新换代周期，新型的PLC的性价比也相对更高。
除此之外，脉冲输出模块、温度调节模块、模拟能量输入模块等特殊模块都是小型PLC自身就具有的。
1.2 PLC的组成构件
（1）电源：电源是整个系统的动力，其作用是保证PLC各模块的集成电路的正常运行。
（2）中央处理单元（CPU）：CPU其主要工作是进行逻辑和数学运算，对整个系统进行控制，协调，是PLC的控制中枢和核心，每套PLC至少有一个CPU。
（3）存储器：主要是用来存放系统的用户程序、监控程序、逻辑变量和其他相关信息，主要有系统程序存储器和用户程序存储器两种。
（4）输入输出接口电路（I/O模块）： PLC与现场设备输入输出需要有连接通道，I/O模块就是这个通道。工作过程中，一般可以按照I/O的点数来确定模块的规格与数量，但最大数要由PLC系统底板或机架的槽数来决定。
（5）编程设备：编程设备不直接参与整个系统的控制运行，其功能是对PLC进行开发应用、监测运行和检查维护。
除上述之外，功能模块、通信模块和人机界面也是PLC的重要组成构件。
1.3 PLC 的工作原理
（1） 输入采样
此阶段，PLC将各个接口的状态和数据读入，然后存入到I/O映象区中相应的单元内，在同一个扫描周期，存入单元内的状态和数据是不变的。需要注意的是，对脉冲信号进行输入时，要确保输入的信号宽度大于一个扫描周期，这样输入的信号才能被读入。
（2） 用户程序执行
该阶段， PLC对用户程序的扫描是按梯形图的形式从上而下顺序进行的，而对于每个梯形图各个触点构成的控制线路，是按照先左后右、先上后下的顺序进行逻辑运算的。最后在系统RAM内，输出点的逻辑线圈的对应存储区的状态或I/O映像区的状态必须根据运算的结果刷新，并且排在上面的线圈或数据的刷新只能在下一个周期中进行。
（3）输出刷新
上一阶段刷新后的I/O映像区内的各个模块对应的状态和数据对所有的输出锁存电路进行刷新，再驱动输出电路输出到相应的外设。从而完成PLC的一个控制周期。
PLC在工业自动化技术中的应用主要体现在以下方面
物资供输自动化。物资供输自动化管理是自动化机械制造过程中不可缺少的一部分，它可将机械制造系统中所需的各种原材料或成品输送到相应的位置。一般情况下，该材料的一个自动化物资供输管理系统包括一个独立的自动装置，自动输运设备，自动化软件系统的组件。
生产自动化。机械制造和处理系统的自动化，它不但可以自动装卸机械组件，还可以自动地不断重复该循环过程。减少机械在生产过程中存在的其他因素和人为操作失误的风险，完全取代人工劳动，使用自动化机械制造，生产和处理系统，可以大大提高产品的质量。
2.自动工业化中应用PLC所存在的问题
PLC中封闭的软硬件体系是最大的缺点，造成多种不兼容的情况也是因为专用的通信通道和专用总线等方面出现问题。其中主要问题如下：
① 运行中受到温度的限制。
0至55摄氏度是PLC适合工作的温度，所以散热要求是PLC在安装过程中应重点注意的，与其余发热大的设备也要保持距离还要避免阳光直接照射。在环境温度高于55摄氏度就需要采用制冷装置和通风装置，使用装置将PLC的工作温度降到正常范围，使得PLC能够正常运行。
② 运行中受到湿度的限制。
为了PLC的元件能够得到稳定的保障就需要对湿度的控制一定要注意。环境水汽在一定程度上决定了元器件的绝缘性，必须要保持80%以下的相对空气湿度。
③ 运行中对振动的控制。
振动对于PLC在运行时也有一定的要求，0至50Hz之间的振动在PLC运行过程中是一定要避免的，振动危害在必要时应该采取相应的措施来减少。大容量、高速度、多品种是未来PLC在应用中的发展趋势，同时会拥有更加丰富的智能模块，多样化、高级化也是编程语言未来的发展趋势。今后，更加成熟和应用更加广泛的PLC也会相继被应用。
3.PLC技术在工业自动化控制领域的发展前景
3.1可靠性与抗干扰性得到了提升
PLC控制系统在运算或控制时，如果工业自动化生产环境条件过于恶劣或现场电磁干扰突出强烈，会有可能造成产生偏差管理现象，并导致某些重要生产环节出现错误，工业生产的秩序化开展会无法得到保证。因此，PLC未来发展的科学方向就要有效地提升其系统的可靠性与抗干扰性，我们不仅应切实提升系统在恶劣环境及电磁信号密集环境的抗干扰能力，同时还应强化重视设计环节、安装及使用进程，尽量使各类容易对系统产生负面影响的不良因素减少滋生。
3.2 PLC系统的网络化与数字化
随着工业自动化控制系统中DCS技术应用、研发水平的日益成熟，其可提升的空间越来越有限，后续的发展力量体现出后劲不足的停滞状态，而PLC技术的产生与科学发展，能很好地与DCS技术进行充分地融合，PLC和DCS互相吸收了彼此的优势特点，并逐步合理同化，创新发展成为一种全新的FES控制系统，该系统不仅保留了原有系统的丰富特性，而且还实现了工业生产自动化技术的全面发展，令系统内数字化、自动化、智能化的控制实现了进一步综合与强化的应用，未来该系统技术还会继续拓宽到各个领域的工业生产中，得到广泛应用，并进行不断的完善与更新。
4.结束语
总而言之，基于PLC工业自动化控制的应用可以大量节约劳动用人数量，提高工业生产率和操作安全性，提高PLC自动化控制应用对于提高我国现代化工业生产水平具有重大的意义。
参考文献：
[1]林耀忠. PLC 在工业自动化控制领域中的应用及发展探讨[J].科技与创新.
[2]李倩茹，薛宝颖，刘艳萌.信息技术在农业发展中的应用现状[J].
关键字：PLC技术；工业自动化控制； 工作原理；应用
【分类号】：TU855
引言：我国的工业生产要想有更高的安全保障和生产率，就必须提高工业生产的自动化、科技化水平，必须致力于现代工业技术的开发和革新。PLC又名可编程逻辑控制器，它是一种用数字操作的电子应用程序，是专门为工业化环境而开发的新技术。这种新技术，开发的新系统是计算机和触控系统融合、升级的产物，这种技术不仅解决了往时传统系统内部复杂，安全性不高的问题，而且还在一定程度上节约了资源，提高了其灵活性。因其诸多优点，这种技术已经慢慢的普及到工业自动化的工作环境中。
1. PLC的概述
1.1 PLC的定义
PLC是一种控制数字运算和操作的可编程装置，它的发展是为了代替传统的继电器，PLC电子系统集通信技术、计算机技术和自动控制技术于一身。在工业化境下实现整个工厂流程只需要一台设备来控制就是PLC开发的目的。可靠性强、体积小、组装灵活、编程简单等都是PLC的自身特点。现今，机械制造领域、化工领域和电力领域、建筑领域等都广泛地应用了PLC系统，有力地支撑起了现代工业的控制，机电一体化的发展速度也被PLC大力推进了。过程控制、生产管理、顺序控制等都是PLC技术主要涉及的领域。由于越来越成熟的PLC技术，和越来越短的更新换代周期，新型的PLC的性价比也相对更高。
除此之外，脉冲输出模块、温度调节模块、模拟能量输入模块等特殊模块都是小型PLC自身就具有的。
1.2 PLC的组成构件
（1）电源：电源是整个系统的动力，其作用是保证PLC各模块的集成电路的正常运行。
（2）中央处理单元（CPU）：CPU其主要工作是进行逻辑和数学运算，对整个系统进行控制，协调，是PLC的控制中枢和核心，每套PLC至少有一个CPU。
（3）存储器：主要是用来存放系统的用户程序、监控程序、逻辑变量和其他相关信息，主要有系统程序存储器和用户程序存储器两种。
（4）输入输出接口电路（I/O模块）： PLC与现场设备输入输出需要有连接通道，I/O模块就是这个通道。工作过程中，一般可以按照I/O的点数来确定模块的规格与数量，但最大数要由PLC系统底板或机架的槽数来决定。
（5）编程设备：编程设备不直接参与整个系统的控制运行，其功能是对PLC进行开发应用、监测运行和检查维护。
除上述之外，功能模块、通信模块和人机界面也是PLC的重要组成构件。
1.3 PLC 的工作原理
（1） 输入采样
此阶段，PLC将各个接口的状态和数据读入，然后存入到I/O映象区中相应的单元内，在同一个扫描周期，存入单元内的状态和数据是不变的。需要注意的是，对脉冲信号进行输入时，要确保输入的信号宽度大于一个扫描周期，这样输入的信号才能被读入。
（2） 用户程序执行
该阶段， PLC对用户程序的扫描是按梯形图的形式从上而下顺序进行的，而对于每个梯形图各个触点构成的控制线路，是按照先左后右、先上后下的顺序进行逻辑运算的。最后在系统RAM内，输出点的逻辑线圈的对应存储区的状态或I/O映像区的状态必须根据运算的结果刷新，并且排在上面的线圈或数据的刷新只能在下一个周期中进行。
（3）输出刷新
上一阶段刷新后的I/O映像区内的各个模块对应的状态和数据对所有的输出锁存电路进行刷新，再驱动输出电路输出到相应的外设。从而完成PLC的一个控制周期。
PLC在工业自动化技术中的应用主要体现在以下方面
物资供输自动化。物资供输自动化管理是自动化机械制造过程中不可缺少的一部分，它可将机械制造系统中所需的各种原材料或成品输送到相应的位置。一般情况下，该材料的一个自动化物资供输管理系统包括一个独立的自动装置，自动输运设备，自动化软件系统的组件。
生产自动化。机械制造和处理系统的自动化，它不但可以自动装卸机械组件，还可以自动地不断重复该循环过程。减少机械在生产过程中存在的其他因素和人为操作失误的风险，完全取代人工劳动，使用自动化机械制造，生产和处理系统，可以大大提高产品的质量。
2.自动工业化中应用PLC所存在的问题
PLC中封闭的软硬件体系是最大的缺点，造成多种不兼容的情况也是因为专用的通信通道和专用总线等方面出现问题。其中主要问题如下：
① 运行中受到温度的限制。
0至55摄氏度是PLC适合工作的温度，所以散热要求是PLC在安装过程中应重点注意的，与其余发热大的设备也要保持距离还要避免阳光直接照射。在环境温度高于55摄氏度就需要采用制冷装置和通风装置，使用装置将PLC的工作温度降到正常范围，使得PLC能够正常运行。
② 运行中受到湿度的限制。
为了PLC的元件能够得到稳定的保障就需要对湿度的控制一定要注意。环境水汽在一定程度上决定了元器件的绝缘性，必须要保持80%以下的相对空气湿度。
③ 运行中对振动的控制。
振动对于PLC在运行时也有一定的要求，0至50Hz之间的振动在PLC运行过程中是一定要避免的，振动危害在必要时应该采取相应的措施来减少。大容量、高速度、多品种是未来PLC在应用中的发展趋势，同时会拥有更加丰富的智能模块，多样化、高级化也是编程语言未来的发展趋势。今后，更加成熟和应用更加广泛的PLC也会相继被应用。
3.PLC技术在工业自动化控制领域的发展前景
3.1可靠性与抗干扰性得到了提升
PLC控制系统在运算或控制时，如果工业自动化生产环境条件过于恶劣或现场电磁干扰突出强烈，会有可能造成产生偏差管理现象，并导致某些重要生产环节出现错误，工业生产的秩序化开展会无法得到保证。因此，PLC未来发展的科学方向就要有效地提升其系统的可靠性与抗干扰性，我们不仅应切实提升系统在恶劣环境及电磁信号密集环境的抗干扰能力，同时还应强化重视设计环节、安装及使用进程，尽量使各类容易对系统产生负面影响的不良因素减少滋生。
3.2 PLC系统的网络化与数字化
随着工业自动化控制系统中DCS技术应用、研发水平的日益成熟，其可提升的空间越来越有限，后续的发展力量体现出后劲不足的停滞状态，而PLC技术的产生与科学发展，能很好地与DCS技术进行充分地融合，PLC和DCS互相吸收了彼此的优势特点，并逐步合理同化，创新发展成为一种全新的FES控制系统，该系统不仅保留了原有系统的丰富特性，而且还实现了工业生产自动化技术的全面发展，令系统内数字化、自动化、智能化的控制实现了进一步综合与强化的应用，未来该系统技术还会继续拓宽到各个领域的工业生产中，得到广泛应用，并进行不断的完善与更新。
4.结束语
总而言之，基于PLC工业自动化控制的应用可以大量节约劳动用人数量，提高工业生产率和操作安全性，提高PLC自动化控制应用对于提高我国现代化工业生产水平具有重大的意义。
参考文献：
[1]林耀忠. PLC 在工业自动化控制领域中的应用及发展探讨[J].科技与创新.
[2]李倩茹，薛宝颖，刘艳萌.信息技术在农业发展中的应用现状[J].