基于PLC工業控制系統關鍵技術分析

陳劍

摘 要：隨著我國高新技術的發展和社會的進步，工業作為我國經濟的支柱產業，應用的高新技術越來越多，尤其是控制技術方面。PLC作為工業控制技術中的核心技術，擁有著非常多的設計技術和設計理念。PCI技術在工業控制中主要是PCI的程序以及PC程序設計和界面與程序設計的融合方面的控制系統。本文就淺談基于PLC工業控制系統關鍵技術簡要分析。

關鍵詞：PLC控制系統;工業控制;技術分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.007

隨著人們對物品的需求，工業的制造必須要在控制成本的情況下，提高生產效率，才能滿足人們的需求，進而產生生產效益。工業控制技術就是計算機技術在工業進行的深入應用，從而加快了工業自動化的進程，提高了生產效率，節省生產成本。PLC控制系統，屬于工業控制系統的一個分支，由于其具備安全系數高、體積小用途廣、維護簡單等多種優點，所以在工業中得到廣泛應用。

1 PLC控制系統的概念

PLC控制系統的本質上就是一種應用在工業領域控制的計算機技術，屬于編程邏輯上的控制器，這是一種為工業控制量身打造的擁有數字技術的電子裝置，是工業控制的核心技術。它的工作方式是通過本身自帶的程序，執行已經編寫好的邏輯計算，進行順向的程序控制。完成定時、計算等方面的指令。PLC控制系統的發展路程要追溯到二十世紀的六十年代，最早是由美國發明的，經過這么多年的發展，再加上計算機技術、數字技術、控制技術的加持，PLC控制技術已經發展的非常完善，并且突破其自身的局限，不再單純的只擁有控制技術，也在運動控制、模擬運算和處理有著完善的功能運用。

2 PLC控制系統的組成

2.1 中央處理單元

如果說PLC控制系統是工業控制的核心，那么中央處理單元就是PLC控制系統的核心，具有針對信息進行分析和處理，編程計算、程序執行和運用的功能。具體的運行順序是通過對系統的掃描，判斷編程中的輸入是否有誤。并且在系統運行中回掃描各方面的數據和信息，然后傳輸映像區進行解讀，然后從存儲器中得到指令并進行理解在傳遞給映像區，如此進行系統的運行。同時會在每一次系統運行過后將產生的數據儲存到相應的位置，下一次在指令沒有錯誤的情況直接恢復程序的運行。

2.2 存儲器和電源

存儲器和電源在整個系統中是非常重要的硬件，沒有存儲器系統就沒有進行程序運行的空間，沒有電源就沒有系統運行的條件。事實上，這兩個硬件一直在更新換代，力求擁有一個更加穩定、可靠的性能。

2.3 程式輸入裝置和系統輸入

程式輸入裝置和系統輸入主要體現在界面上，用戶通過在界面上的操作用來啟動、修改程序，也可以用來收發信號。

3 基于PLC工業控制系統關鍵技術

3.1 PLC程序設計

PLC程序設計工業生產控制中整條生產線的活動和運行的一個操作和處理的界塊，主要的內容涉及方面很多，主要體現在數據采集、計算、理解和處理以及對生產線工作的順序的控制。PLC的內部核心是中央處理單元，現在多數人稱之為CPU。PLC程序設計包括了中央處理單元的所有運行，同時還包括存儲器的部分運用。

3.2 PLC程序設計的原則

PLC程序的設計原則主要有三條，一是科學，在進行PLC程序設計的過程中，對于PLC控制系統所要控制的對象要做到在科學合理的設計情況下最大化的滿足對象的需求。所以在PLC程序設計前，要詳細了解機械設備、電氣設備，并研究相關的資料，從而能夠設計出最優化的控制系統。二是經濟，控制成本一直都是工業所貫穿的主體，PLC程序的設計當然要滿足這個原則，讓整個系統能夠節約生產的成本，提高生產的質量和產量，進而提升企業的效益。三是安全，安全是重中之重，如果PLC控制系統出現安全事故，所受到影響的是一整條工作產線。四是適用和普及，PLC控制系統，必須要與時俱進，根據用戶的需求和社會的發展進行改進和完善，這也是PLC設計中的必備原則。

3.3 PLC的控制模式

PLC的控制模式經過多年的發展已經趨于穩定，分為自動、手動、半自動這三種控制模式，能夠滿足在所有情況下的使用。PLC的自動控制模式主要是在工業生產線需要進行自動生產是，PLC程序就會切換到自動生產的模式，這個模式是通過遠程的控制程序進行的，主要是主控PC。手動模式多半是用在工業生產的生產線進行維修、調試的情況下，PLC會切換手動模式，通過界面顯示器控制。半自動模式主要是生產線需要一直維持在調試或者維修的狀態下，PLC會自動切換半自動模式，不影響生產線的工作以及調試。

3.4 界面與動畫PC的設計

人們對PLC系統發布指令和操作的平臺就是界面，也就是說界面是整個生產線控制系統的直觀體現。動畫PC的設計就是對整個生產線的運行狀態進而運行進行模擬，以動畫的形式播放在界面上。同理，人們也可以通過界面接收到實際的生產信息，并且利用界面進行程序的操作。

4 基于PLC的工業控制系統的實現

基于PLC的工業控制系統的技術，就是能夠實現對系統內各個模塊進行協調而統一的管理，通過調試、檢測、驗收等工作，滿足工業生產線的需要。尤其是模塊的調試環節，針對的就是中央處理單元，也就是CPU的調試，由于這些硬件很容易受到外界因素的影響，所以這些調試是非常有必要的，通過調試也能夠降低外界因素對系統的影響。除此之外，PLC控制系統還能夠控制生產線的初始化、復位化、自動化等操作，完成對生產線的全方位控制，還可以檢測設備的運行狀態。如此，基于PLC的工業控制系統的實現，只需要操作人員在界面進行操作即可，簡單安全又方便。

5 結束語

綜合所述，PLC控制系統在工業生產中得到廣泛的應用。而且因為PLC既有的優良功能，簡化了生產程序，還進一步推進了工業自動化和現代化的進程。所以基于PLC在工業控制中的表現，PLC控制系統能夠在工業中一定會發展的更好，工程控制也會發展的越來越完善。

參考文獻：

[1]張敏菊.基于PLC的工業控制實驗系統的研究[D].南京理工大學，2011.

[2]王洪猛，謝建軍，曾云等，基于PLC的過程控制系統設計與實現[J].自動化技術與應用，2012，7（13）：71-72.

作者簡介：陳劍（1981-），男，湖北荊門人，碩士研究生，副教授，研究方向：計算機監控、PLC控制技術、變頻器技術。