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PLC技术的发展研究综述

发表时间：2020/12/17 来源：《文化研究》2020年10月上作者：王晓梅1 伍华孙2 陈华林2 陈豪2

[导读] 可编程控制器简称PLC，是近年来发展迅速，应用面比较广的工业控制装置。

1西华大学机械工程学院2西华大学电气与电子信息学院王晓梅1 伍华孙2 陈华林2 陈豪2

摘要：可编程控制器简称PLC，是近年来发展迅速，应用面比较广的工业控制装置。研究探索PLC技术的发展情况，以便了解其在工业中的作用；PLC技术主要用于控制系统，PLC与工业机器人结合发展，能更有效地促进工业生产；PLC控制系统的可靠性目前还有待提升，而防止干扰可通过硬件和软件的一些抗干扰措施来完善；同时PLC在未来也会向更多领域发展，实现通信网络化，模块化、智能化，操作简易化，应用多样化等。[1]
关键词： PLC技术；控制系统；工业机器人；工业生产
         引言
         由于现代生产生活智能化、自动化的不断发展，越来越多的机械设备、控制系统都开始应用PLC控制技术，将计算机技术与传统控制技术结合已经成为智能化社会发展的必然趋势，凭借其应用的广泛性、智能性、实用性，已经成为我国工业自动化、智能机器人发展的必要因素。[2]在工业机器人应用中，加入PLC技术，可以更好地推动工业生产的发展。
         一、 PLC技术的发展情况
         80年代是可编程控制器飞速发展的10年，进入90年代，PLC的发展趋势不论是从技术本身还是应用范围，都将发展更快。
        如今PLC技术的进程已经进入了第四代，产品的更换周期也越来越短，不少PLC厂家几乎每隔1-2年就会推出新品种，新的技术也在不断出现。一些大型PLC向高速度、多功能、网络化、适应集散型递阶式控制系统的方向发展。小型PLC朝着功能增强、价格降低的方向前进。
        [3]而基于PLC研制的直流伺服系统，利用PLC扩展能力强的特点，添装手动输放装置，实现工业机器人关节直流伺服系统的可视操作。[4]通过PLC技术的不断发展，可以不用改变电路结构，直接通过程序来实现控制电机的正反转，能够让电机不用等待停止转动即可立刻向反方向转动，能使得电机急停，从而避免电机惯性转动，并且编程和维护都比较方便。
从总体发展来看，PLC在技术上的发展特点有下面几个方面：
        （1）增强功能，提高速度，从组合式的单机控制方式向灵活配置的递阶式的控制方式发展；
        （2）PLC加速进入过程控制领域，现代PLC无论是大型还是小型产品，大多有通讯功能，可构成二级或三级的集散型控制系统（DCS）；
        （3）国外PLC的编程语言向高层次发展；分散型、智能型I/O子系统大量涌现，在很大程度上扩展了PLC的应用范围。[4]
        二、PLC技术目前存在的问题及拟解决的方案
        2.1存在的问题
        PLC控制系统的广泛使用大大提高了工业生产的自动化水平，企业的效益和安全与系统运行的可靠性有很大关系，而自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的安装在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁干扰环境中。因而，PLC控制系统应用中存在的电磁干扰问题直接影响了系统测量与控制精度，在一定程度上影响了系统的可靠性。
        2.2拟解决的方案
        为增强可靠性可采用硬件和软件的一系列抗干扰措施，而最基本和最重要的抗干扰措施是硬件抗干扰，通常在抗和防两个方面来遏制和消除干扰源。
        具体措施主要体现在以下几个方面：
        （1）对电源的干扰处理。

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可以在PLC的交流电源输入端加接带屏蔽层的隔离变压器和低通滤波器，隔离变压器能够抑制电源线带来的干扰，从而提高抗干扰能力。
        （2）对感性负载的处理。当感性元件接在PLC的输入输出端时，直流电路的情况下可以在它们的两端并联续流二极管；在交流电路时应该并联阻容电路，来减少电路断开产生的电弧对PLC造成的影响。
        （3）安装和布线的处理。通信电缆对于可靠性能的要求比较高，有的信号频率很高，通常应选用专用电缆（如光纤电缆），而在信号频率较低或要求不高时，可以选择带屏蔽的多芯电缆或双绞线电缆。
        （4）强烈干扰环境的隔离措施。计算机和PLC之间的串行通信线路使用光纤或采用带光耦离合器的通信接口，可以提高抗干扰能力和防雷击。
        三、 PLC技术的未来发展趋势
        3.1模块化、智能化
        近年来，随着工业自动化各种控制系统的需求增加， PLC的发展需要扩展许多新器件和模块，如智能I/O模块、温度控制模块和专门用于检测PLC外部故障的专用智能模块等，更多模块的增加能够有效的扩大PLC技术的应用范围，同时使得PLC技术的功能更强，系统的可靠性也得到了提高。[5]
        3.2在工业机器人中的应用
        （1）开关量控制。（2）模拟量控制。（3）脉冲量控制。（4）信息控制。（5）远程控制。基于PLC程技术发展的工业机器人，能更好的做到以上几个控制，因而更有利于提高工业上的生产效率。
        四、结论
        PLC技术的适应性强、编辑简单、发展迅速。并且在工业机器人中应用PLC技术，能够有效地增强其控制系统的安全性、可靠性等；PLC技术的发展也将更为迅速，应用更加广泛，从而可以更好的推动工业生产的发展。 [6]
参考文献
[1]刘进出.PLC在实际应用中存在的问题[J].信息技术教育,2013,12(09):23-24.
[2]张艾良.PLC技术在工业机器人控制系统中的应用分析[J]. 科技经济市场,2018(07):20-21.
[3]朱仕学，陈伟，谢永宏. 基于PLC的工业机器人关节直流伺服系统[J]. 深圳职业技术学院学报，2003，01-0011-03.
[4]李志军 .PLC控制系统可靠性的设计探讨[J].南方农机,2017, 48(4):114.
[5]李华.PLC的前景与未来[J].湖南科技学院院报,2012,13(07):23-25.
[6] 卞海玲.浅谈PLC技术的发展及应用[J]. 江苏省淮安市高级职业技术学校,2010,2:56-57.
作者简介：
王晓梅(1997-)，女，汉，四川宜宾，本科，研究方向:机械电子工程
伍华孙(1999-），男，汉，四川渠县，本科，研究方向：自动化
陈华林(1998-)，男，汉，四川成都，本科，研究方向:电气工程及其自动化
陈豪(1998-)，男，汉，四川达州，本科，研究方向:电气工程及其自动化