第３２卷第３期 Ｖ０ｌ＿３２ Ｎｏ．３ 企业技术开发 ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ ２０１３年１月 Ｊａｎ．２０１３ 工业自动化控制系统中ＰＬＣ的运用分析 黄志军’，周武彬’，黄烨均 （１．中国化学工业桂林工程有限公司，广西桂林５４１００４；２．广西玉柴机器集团有限公司，广西玉林５３７００５） 摘要：在工业自动化系统的发展过程中，各种技术得到了全面的发展，而ＰＬＣ以其功能强大化、编程简单化、结构灵活 化等被广泛运用于所有的工业自动化领域中。目前，ＰＬＣ已成为工业自动化系统中关键的组成部分，在一定程度上促进 了工业化的稳定发展。基于此，文章就工业自动化系统中ＰＬＣ的运用进行分析。 关键词：工业自动化；ＰＬＣ；运用分析 中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—８９３７（２０１３）０３—０１３０—０２ 随着现代社会中各项技术的不断发展，在工业自动 在工业自动化控制系统的运行中，ＰＬＣ主要是通过 化系统的发展过程中，ＰＬＣ的各种相关产品也得到了迅 顺序逻辑扫描技术实现工作过程，该工作过程分为三个 速的发展，它在性能、结构、指令以及编程方面有着不同 主要的组成部分：输入采样部分、用户使用程序执行部分 的类型，那么其使用的场合也各不相同。在现代工业自动 以及输出刷新部分。在完成这三个部分的工作后即为完 化控制系统的发展过程中，离不开ＰＬＣ的发展和运用。文 成一个工作扫描周期，在工业自动化控制系统的工作过 章对工业自动化控制系统中ＰＬＣ的应用进行分析和讨 程中主要是用一定标准的速度重复进行这三部分工作。 论，以便为工业自动化控制系统中ＰＬＣ的发展提出理论 ①输入采样部分。在该部分的工作过程中，ＰＬＣ主要 指导和参考依据。 １ ＰＬＣ简介 以扫描方式对不同接口的数据和状态进行读人，同时将 读入的数据存储于输出和输入设备相应的单元区域内， 并要保持在一个扫描周期内的数据和状态不发生任何变 所谓ＰＬＣ指的是可以用于编程的控制器。在现代社 化。所以，在ＰＬＣ的工作过程中要想输入脉冲信号必须要 会中所使用的ＰＬＣ已经超过了简单的控制器的使用范 保证输入的脉冲信号大于一个扫描周期，这样才能保证 畴，它在整个工业自动化控制系统中居于主导地位，从狭 信号被准确输入。②用户使用程序执行部分：该阶段是ＰＬＣ扫描周期 义上而言，ＰＬＣ控制器只有一块简单的芯片构成，起着控 制作用；从广义而言，ＰＬＣ的实际使用功能几乎能和电脑 媲美，因为ＰＬＣ具备电脑的一切功能。 中运行的第二个部分，在该部分的工作过程中，ＰＬＣ主要 是通过梯形图的模式按照从上到下的顺序对用户所使用 的程序进行扫描，针对单个梯形图，通过先左后右、再上 构成ＰＬＣ的硬件设备有： ①电源。在ＰＬＥ的运行过程中其电源主要由芯片上 后下的顺序进行扫描，再对不同接触点构成的控制线路 的几个针角组成，ＰＬＣ是芯片构成的电脑，所以在电源的 进行标准化逻辑运算。在完成该工作之后，针对具体的运 算结果，对存在于输出点的逻辑圈内相应的存储区域或 使用方面非常节约，几乎和电子表的用电量相等。 ②处理设备。ＰＬＣ中的ＣＰＵ属于单核处理器，其 功能相当于人类的大脑组成部分，是整个ＰＬＣ工作的关 键部分。其主要负责的功能模块在于集运算和逻辑功能 于一身，是标准化的“思维”过程。 ③存储设备。该设备有运算存储器和程序存储器组 成，其中程序存储器的功能在于对已编好的程序进行控 制和执行；暂存器主要的功能在于将程序调入到合适的 部位，然后在ＣＰＵ的运行下使ＰＬＣ达到自动化的运行， 所以暂存器在ＰＬＣ中的功能在于为程序的执行提供所需 要的数据。 ④输出和输入设备。输出和输入设备是为数与数之 间、模块与模块之间以及模块控制器之间的连接提供方 便，同时在ＣＰＵ中经过处理的数据要通过输入和输出设 备进行传送，然后在该设备所传送的指令下对机器进行 控制。 者输入和输出设备中的映像区进行刷新处理。在使用扫 描技术的前提下，在一个扫描周期中只对位于梯形图最 下面部分的线圈和数据起作用，位于上部的线圈和数据 则需要在下一个周期扫描时才能进行刷新工作。 ③输出刷新部分：在ＰＬＣ的工作过程中输出刷新部 分是最后一个工作阶段，在该工作过程中，ＣＰＵ要根据上 部分的具体情况进行处理，要在上部分输入和输出部分 的映像区域内对相对应的数据和状态进行刷新处理，此 外，还要在输出电路中的驱动程序帮助下对锁定电路进 行刷新处理，同时驱动相对应的外设，这就完成了ＰＬＣ的 个工作过程。 一３工业自动化控制系统中ＰＬＣ的运用及其分析 ３．１工业自动化控制系统中ＰＬＣ的主要运用 ①控制开关量。由于ＰＬＣ系统具有操作简便、速度 快、维修方便和可靠性高等优点，所以ＰＬＣ系统的使用不 ２ ＰＬＣ的工作原理 仅可以避免大系统线路复杂、不易修改等问题，还可以提 高系统的质量，从而达到节省时间、人力和提高控制的可 作者简介：黄志军（１９７８一），男，广西桂林人，电气工程师，大学本 靠性目的。在设计ＰＬＣ系统时，为保证设计的规范化，可 根据控制系统中的要求，应用顺序控制器的公式进行计 科，研究方向：轮胎机械方面的自动化控制。 第３２卷第３期 黄志军，等：工业自动化控制系统中ＰＬＣ的运用分析 １３１ 算，设计制作出顺序控制器梯形图示意图，并进行模拟仿 着现代科学技术的迅速发展使个人计算机的使用更加广 真检查。 泛，从而使ＰＬＣ的功能更加强大和灵活。作为现代工业自 ②控制模拟量。在工业自动化系统的控制过程中，必 动化过程中三大支柱之一的ＰＬＣ技术已经在众多的工业 须针对具体控制对象的特点，ＰＬＣ通过一定标准的组装 自动化领域（机械制造、化工、石油以及钢铁）中广泛应 成为标准化功能强大的控制系统，从而实现系统的灵活 用。ＰＬＣ的应用模式也从简单的逻辑和顺序控制发展到 控制。组成ＰＬＣ的模块主要有主机、输入和输出、模拟控 具有一定水平和复杂程度的运动控制、信息控制等。 制、高速计数、通讯等。在工业自动化系统的控制过程中 使用ＰＬＣ进行模拟量的控制，不仅能够对过程进行控制 ＰＬＣ的应用领域的分析主要有： ①对逻辑控制进行分析。该领域是ＰＬＣ的应用中最 还能够通过编程语句实现对仪表的控制。在工业自动化 为广泛和基本的范畴，它将传统的继电器替换，可以进行 系统中使用ＰＬＣ在一定程度上提高了控制系统的精度， 逻辑和顺序控制，同时不仅能用于单台设备的控制也能 同时还可以对热处理的各个过程进行严格的控制，给热 用于多台设备的控制，最终实现自动化流水作业。 处理的工业自动化过程带来了极大的方便。 ②对运动控制进行分析。工业自动化控制系统中 ③控制位置。在工业自动化控制系统中，对位置进行 ＰＬＣ对运动控制分析主要是通过对脉冲的控制实现圆周 控制起着重要作用。在工业设备的制造过程中，各种不同 运动或直线运动，在该过程中脉冲的位移量很小，所以， 刀具的补偿控制工作、搬运定位的控制工作以及主轴的 使用ＰＬＣ的运动控制进行分析具有较高的精度。 精确度等的控制都属于对位置的控制。在工业自动化控 ③对过程控制进行分析。这主要是对各种模拟量进 制系统的工作过程中，ＰＬＣ主要通过对步进电机的控制 行分析，并保证系统正常的工作。这主要通过闭环和开环 来实现脉冲的控制，更进一步实现整个位置的控制目的。 进行控制，这主要用于工业自动化中的冶金、化工、锅炉 ④控制系统集中。在工业自动化控制系统的过程中， 等的控制。 ＰＬＣ不仅能够实现自动化的控制，还能够对系统本身进 ④对信息控制进行分析。在工业自动化控制系统中 行控制，如对系统的故障进行检测等。在该工作的进行过 运用ＰＬＣ具有的数算、数据转换以及排序等功能，实 程中，主要通过故障检测和错误检测对系统进行监控。在 现数据的处理。这意味着ＰＬＣ在数据处理和信息化方向 机床的工作过程中其每个工作的实现都需要一定的时间 上的转化。 作基础，可在单个工作的实施过程中设置定时器，同时将 工业自动化控制系统中ＰＬＣ的应用能够保证产品质 定时器的信号作为停机和启动的信号。ＰＬＣ在工业自动 量并能节省大量的人力。ＰＬＣ的使用能够在线对产品质 化控制系统的工作过程中，电控系统的不同工作部分之 量进行检测并制定标准的参数。同时对工业自动化控制 间存在着一定的逻辑关系，在设备出现故障时会破坏系 系统中ＰＬＣ的分析发现，ＰＬＣ长期在工业自动化领域的 统运行的逻辑关系，所以需要将控制系统集中化进行故 发展中居于主体地位，它是整个工业自动化控制系统中 障的处理。 最为重要的因子。 ⑤控制电动机的变频和调速。工业自动化控制系统 中ＰＬＣ的使用可以将其指令和变频器一起使用，从而实 ４结语 现电机运转和速度的。在ＰＬＣ和ＰＷＭ的工作过程 总之，在工业自动化控制系统中使用ＰＬＣ技术不仅 中需要加平滑电路，在完成该工作后要对ＰＷＭ中的ｔ值 能够在一定程度上节省大量的人力和物力，还能够提高 进行设定来实现转速的控制，该转速和ｔ值成正比例关 工业行业的自动化水平，使得各项工作的进行更加的方 系，ＰＷＭ指令中的脉冲的大小能够影响到电压纹波。总 便和完善。所以，一定要尽最大的能力做好工业自动化控 之，在工业自动化系统的使用过程中ＰＬＣ功能越强大，指 制系统中ＰＬＣ的分析工作，使ＰＬＣ在工业自动化系统中 令就越丰富，使用途径更加广泛。 的发展更加美好。 ３．２工业自动化控制系统中ＰＬＣ应用分析 ＰＬＣ在工业自动化控制系统中的应用使工业自动化 参考文献： 发生了巨大变化，它为不同的工业自动化提供了广泛的 应用。ＰＬＣ的主要作用在于为工业自动化控制系统的提 【１］邓高寿，潘宏侠．ＰＬＣ在工业自动化控制领域中的应用『Ｊ］． 供更加完善和稳定的方案。随着现代电子计算机技术以 机械管理开发，２００６，ｆ６）． 及通信设备的逐渐完善和飞速发展，工业自动化控制系 ［２】王起．论ＰＬＣ、单片机、工控机在工业现场中的应用及选用 统也发生了重大的变化，同时ＰＬＣ新技术系统开放性的 方法［Ｊ］＿广西轻工业，２０１１，（１）． 增加更加扩大了工业自动化控制系统的应用范畴。 【３］黄干将．ＰＬＣ在工业自动化控制领域中的应用及发展【Ｊ］．价 ＰＬＣ是将各种技术如计算机、自动化、先进制造以及 值工程，２０１０，ｆ２４１． 通信技术为一体来实现单机到车间再到整个工厂自动化 【４】黄葵．浅谈ＰＬＣ在工业自动化控制系统中的应用ｌＪ１．科学 的控制，它是整个工业自动化控制系统中的关键部位。随 之友，２０１ １，（８）．
