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摘要：可编程控制器（PLC）是一种数字运算与操作的控制装置，PLC以其多种功能以及高可靠性在当前的工业控制中获得广泛的应用，成为现代工业自动化的支柱。本文从可编程控制器的产生和发展过程，分析可编程控制器PLC发展和应用领域，特别是在卷烟工业自动化中的应用方面，对PLC应用中的问题进行广泛分析，系统体现卷烟行业PLC的先进性、稳定可靠性、安全性、可扩展型、可维护性、可操作性优点，分析国内外工业生产发展趋势，对提升整体工业技术自动化科技水平和竞争力有十分重要的意义。
关键词：可编程控制器；PLC；工业自动化
中图分类号：TM571.61
一、引言
可编程控制器（PLC）是一种数字运算与操作的控制装置。它是作为传统继电器的替代产品而发展起来的。由于它采用软件来改变控制过程，并有体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰能力强及可靠性高等特点，已被广泛应用于机械制造、电力、造纸、化工、冶金、矿业、轻工等各个领域，大大推进了机电一体化进程，被人们称为现代工业控制三大支柱之一。现在，PLC控制系统已几乎完全取代了继电器、接触器控制系统，并广泛应用在模拟量控制、位置控制、监控、调速、数据管理、通讯等各方面。
二、PLC的构成
用可编程控制器实施控制，其实质是按一定算法进行输入输出变换，并将这个变换予以物理实现。输入输出变换和物理实现可以说是PLC实施控制的两个基本点，而输入输出变换实际上就是信息处理。物理实现要求PLC的输入应当排除干扰信号适应于工业现场，而输出应放大到工业控制的水平，能为实际控制系统方便使用。这就要求FO系统电路专门设计。
根据PLC实施控制的基本点的分析，PLC采用了典型的计算机结构，主要是CPU、RAM、ROM和专门设计的输入输出接口电路等组成，因为PLC是工业环境应用而设计制造的计算机，它和一般计算机一样由中央处理器、存储器、输入接口电路、输出接口电路等组成。
三、PLC在卷烟厂包装机上的应用
1.采用SIEMENS公司S7-400PLC作为主控制器，PLC配置有电源模块、CPU模块、I/0模块、中断模块和PID温度控制模块。INTERBUS总线适配控制板安装在PLC底板上，处理PLC与过程I/O设备之间的数据交换，大量的I/O模块安装在现场，通过INTERBUS总线连接到PLC。
2.中断模块用于处理主机和辅机的机器相位及时钟信号，保证机组各检测功能的正常执行，PLCI/O模块用于电控柜内相关电路的检测及控制，PID模块用于加热器的温度控制。
3.总线控制板是INTERBUS总线的主设备，用于实现协议的控制、错误诊断、组态存储等功能。
4.I/O模块实现在总线控制板和传感器/执行器之间接收和传输数据。
5.采用两台触摸屏工控机分别实现主机与辅机的故障显示、速度设定和显示、机器角度显示和检测角度的设定、各加热器的温度设定和显示，以及机组原辅材料消耗统计、故障信息统计、有效作业率统计等功能。工控机具有联网接口功能，可与工厂数据网络双向交换数据，并兼容原有的生产实时指挥系统。
6.现场I/O设备选用Inline系列端子式模块，为弹簧快速接线方式。组态和安装方便灵活，并有PNP，NPN两种数字输入模块，尤其适合于GD包装机组多种类的传感器连接。
设备改造后保持原机的所有功能和操作方式以及整体布局和接口方式，安装便捷。增加两台触摸屏用于故障、温度、统计数据等的显示和参数设定，故障显示直观、明确。触摸屏具有良好的中文人机界而，为操作和维修提供了极大的方便。PLC电柜结构合理，采用开关电源替代直流电源系统，取消了所有温控器，山上位机进行温度设定，PLC完成加热器温度的PID控制。
三、PLC工业领域应用的发展趋势
1.微型化
微型可编程序控制器异军突起，体积如手掌大小，功能可覆盖单体设备及整个车间的控制功能，并具备联网功能，这种微型化的可编程序控制器使得控制系统可将触角延伸到工厂的各个角落。随着世界经济一体化进程的加快，在技术发展的同时，发达国家更加注重了对可编程序控制器的知识产权的保护，国际大型可编程序控制器制造商纷纷加入了可编程序控制器的国际标准化组织，他们利用许多技术标准建立了符合他们经济利益的技术保护壁垒。
2.网络化
现在各种PLC都在发展自己的网络，一般从结构上有两种，一种在PLC模块上做了一个通信输出口，可以直接与计算机联接实现点对点通信（RS232联接）；另一种是通过多点联接（RS485联接），这适用于多层PLC。
3.开放性
PLC的开放是必然。从自动化的发展现状来看，系统整体设备的性能在加工中更为重要，这使得人们更加注重PLC和周边设备的配合性能，PLC的主角地位已经逐渐淡化。PLC和周边设备有效的进行通信，不单针对输入、输出、模拟量等，还包括伺服、扫描和智能仪器等都会有更多需求。
四、结语
本文从可编程控制器的产生和发展过程，分析了可编程控制器PLC发展和应用领域，并且举例在卷烟工业自动化中的应用方面，对PLC应用中的问题进行了广泛地分析，体现了卷烟行业PLC的先进性、稳定可靠性、安全性、可扩展型、可维护性、可操作性的优点。PLC与DCS相结合的控制系统发展很快，两者相互渗透、相互融合、相互竞争，己成为当前工业控制系统的发展趋势。由此而产生的现场控制技术不仅是工业控制系统的必然趋势，同时也已成为控制理论新的研究方向，它为工业自动化实施先进的控制策略创造了条件，也使计算机通信等相关技术得到了迅速发展。
参考文献：
[1]李帅军，PLC在工业控制系统中的应用，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，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.
[4]秦承刚，现场总线技术在烟草加工自动化中的应用，2002.3
[5] 戴争荣. 基于PLC控制在工业中的典型应用[J]. 科技资讯 ， 2006，（14） .
[6] 陈强强. 谈PLC的自动化控制系统的优化设计[J]. 中国新技术新产品 ， 2008，（14） .
关键词：可编程控制器；PLC；工业自动化
中图分类号：TM571.61
一、引言
可编程控制器（PLC）是一种数字运算与操作的控制装置。它是作为传统继电器的替代产品而发展起来的。由于它采用软件来改变控制过程，并有体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰能力强及可靠性高等特点，已被广泛应用于机械制造、电力、造纸、化工、冶金、矿业、轻工等各个领域，大大推进了机电一体化进程，被人们称为现代工业控制三大支柱之一。现在，PLC控制系统已几乎完全取代了继电器、接触器控制系统，并广泛应用在模拟量控制、位置控制、监控、调速、数据管理、通讯等各方面。
二、PLC的构成
用可编程控制器实施控制，其实质是按一定算法进行输入输出变换，并将这个变换予以物理实现。输入输出变换和物理实现可以说是PLC实施控制的两个基本点，而输入输出变换实际上就是信息处理。物理实现要求PLC的输入应当排除干扰信号适应于工业现场，而输出应放大到工业控制的水平，能为实际控制系统方便使用。这就要求FO系统电路专门设计。
根据PLC实施控制的基本点的分析，PLC采用了典型的计算机结构，主要是CPU、RAM、ROM和专门设计的输入输出接口电路等组成，因为PLC是工业环境应用而设计制造的计算机，它和一般计算机一样由中央处理器、存储器、输入接口电路、输出接口电路等组成。
三、PLC在卷烟厂包装机上的应用
1.采用SIEMENS公司S7-400PLC作为主控制器，PLC配置有电源模块、CPU模块、I/0模块、中断模块和PID温度控制模块。INTERBUS总线适配控制板安装在PLC底板上，处理PLC与过程I/O设备之间的数据交换，大量的I/O模块安装在现场，通过INTERBUS总线连接到PLC。
2.中断模块用于处理主机和辅机的机器相位及时钟信号，保证机组各检测功能的正常执行，PLCI/O模块用于电控柜内相关电路的检测及控制，PID模块用于加热器的温度控制。
3.总线控制板是INTERBUS总线的主设备，用于实现协议的控制、错误诊断、组态存储等功能。
4.I/O模块实现在总线控制板和传感器/执行器之间接收和传输数据。
5.采用两台触摸屏工控机分别实现主机与辅机的故障显示、速度设定和显示、机器角度显示和检测角度的设定、各加热器的温度设定和显示，以及机组原辅材料消耗统计、故障信息统计、有效作业率统计等功能。工控机具有联网接口功能，可与工厂数据网络双向交换数据，并兼容原有的生产实时指挥系统。
6.现场I/O设备选用Inline系列端子式模块，为弹簧快速接线方式。组态和安装方便灵活，并有PNP，NPN两种数字输入模块，尤其适合于GD包装机组多种类的传感器连接。
设备改造后保持原机的所有功能和操作方式以及整体布局和接口方式，安装便捷。增加两台触摸屏用于故障、温度、统计数据等的显示和参数设定，故障显示直观、明确。触摸屏具有良好的中文人机界而，为操作和维修提供了极大的方便。PLC电柜结构合理，采用开关电源替代直流电源系统，取消了所有温控器，山上位机进行温度设定，PLC完成加热器温度的PID控制。
三、PLC工业领域应用的发展趋势
1.微型化
微型可编程序控制器异军突起，体积如手掌大小，功能可覆盖单体设备及整个车间的控制功能，并具备联网功能，这种微型化的可编程序控制器使得控制系统可将触角延伸到工厂的各个角落。随着世界经济一体化进程的加快，在技术发展的同时，发达国家更加注重了对可编程序控制器的知识产权的保护，国际大型可编程序控制器制造商纷纷加入了可编程序控制器的国际标准化组织，他们利用许多技术标准建立了符合他们经济利益的技术保护壁垒。
2.网络化
现在各种PLC都在发展自己的网络，一般从结构上有两种，一种在PLC模块上做了一个通信输出口，可以直接与计算机联接实现点对点通信（RS232联接）；另一种是通过多点联接（RS485联接），这适用于多层PLC。
3.开放性
PLC的开放是必然。从自动化的发展现状来看，系统整体设备的性能在加工中更为重要，这使得人们更加注重PLC和周边设备的配合性能，PLC的主角地位已经逐渐淡化。PLC和周边设备有效的进行通信，不单针对输入、输出、模拟量等，还包括伺服、扫描和智能仪器等都会有更多需求。
四、结语
本文从可编程控制器的产生和发展过程，分析了可编程控制器PLC发展和应用领域，并且举例在卷烟工业自动化中的应用方面，对PLC应用中的问题进行了广泛地分析，体现了卷烟行业PLC的先进性、稳定可靠性、安全性、可扩展型、可维护性、可操作性的优点。PLC与DCS相结合的控制系统发展很快，两者相互渗透、相互融合、相互竞争，己成为当前工业控制系统的发展趋势。由此而产生的现场控制技术不仅是工业控制系统的必然趋势，同时也已成为控制理论新的研究方向，它为工业自动化实施先进的控制策略创造了条件，也使计算机通信等相关技术得到了迅速发展。
参考文献：
[1]李帅军，PLC在工业控制系统中的应用，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，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.
[4]秦承刚，现场总线技术在烟草加工自动化中的应用，2002.3
[5] 戴争荣. 基于PLC控制在工业中的典型应用[J]. 科技资讯 ， 2006，（14） .
[6] 陈强强. 谈PLC的自动化控制系统的优化设计[J]. 中国新技术新产品 ， 2008，（14） .