朱家红
云南能源职业技术学院，云南省曲靖市，655000
摘要：随着近几年科学的不断进步，PLC在工业上的应用得到了全面发展，其自动化管理功能的应用在工业上的作用有着不可替代的地位，成为当下工业生产中的主要控制设备。PLC目前为了解决工业环境问题而设计的电子数字运算系统，其主要是具有存储、控制、运算以及运输功能，其主要具备稳定性强、抗干扰能力、以及使用方便的相关优点。本文主要是基于PLC自动化控制在工业方面的功能以及特点进行相关论述。
关键字：PLC 工业 自动化控制 应用 功能以及特点
前言：
PLC又叫可编程控制器，发展至今已有50年左右，它是一种数字化的电子技术。由于计算机技术、电子信息功能的不断普及，PLC不断更新优化，将其融入于控制系统中，进而实现其功能的逻辑控制以及顺序运算，集合自动化技术功能使其在工业时代中稳步发展。
1 PLC的工作原理
可编程控制器工作时，它的CPU每一瞬间只能做一件事，也就是说一个CPU每一时刻只能执行一个操作而不可能同时执行多个操作。CPU按分时操作方式来顺序处理各项任务。PLC的工作过程就是可编程控制器中CPU的扫描过程，具体的可以划分为以下几个阶段：
首先是PLC的采样输入阶段。该阶段可编程控制器首先扫描所有输入端子，并将各输入端子的通断状态顺序存入内存中各自对应的输入映像寄存器。也就是说可编程控制器把所有外部输入电路的通断状态读入输入映像寄存器。此时输入映像寄存器被刷新，随后关闭输入通道，转入程序执行阶段。
其次是程序的执行阶段。可编程控制器按从上到下、从左到右的顺序扫描执行梯形图程序。CPU从第一条指令开始，逐条顺序地执行存储器中按步序号从小到大排列的由若干条指令组成的用户程序。在程序执行过程中，根据用户程序的需要从输入映像寄存器及其他的元件映像寄存器中将元件的状态读出来，并按程序的要求进行逻辑运算，运算结果写入对应的元件映像寄存器中。因此，除输入映像寄存器以外的各元件映像寄存器的内容都会随程序的执行而可能发生变化。用户程序执行完毕，即转入输出处理阶段。
最后是输出处理阶段。该阶段CPU一次性集中将元件映像寄存器中输出映像寄存器的状态转存到输出锁存器中。信号经输出模块隔离和功率放大后送到输出端子。无论可编程控制器是何种类型的输出形式，当某一输出映像寄存器中的状态为“1”，则对应的输出端子和COM端子之间接通，从而驱动外部负载进行工作。至此，PLC完成一个完整的扫描周期。
2 PLC的功能特点分析
2.1 PLC的特点
PLC的主要特点集中体现在下面几个方面：1、可靠性高。可编程控制器的平均无故障时间长达几十万小时，也就是说一台可编程控制器可连续运行30多年不出故障，到目前为止无任何一种工业控制系统的可靠性能达到和超过PLC。2、控制程序可变，具有很好的柔性。在生产工艺流程改变或设备更新，需要改变控制功能时，PLC往往不必改变硬件设备，只需改变一下应用程序就可以达到目的。所以从这个意义上说，它具有很突出的柔性控制能力，此能力正式目前企业“小批量、多品种”产品所强烈需要的。3、编程方法简单易学。目前，对大多数PLC编程采用的都是与继电控制电路相似的梯形图，它形象直观，易学易懂，因此受到了普遍欢迎；PLC还针对具体问题，开发了顺序功能图语言，简化了复杂控制系统的编程。4、功能强、性价比高。
现代PLC不仅具有逻辑运算、定时、技术、顺序等功能，还具有较强的数值处理功能、模拟量输入输出处理功能、通信联网功能等；此外还扩展位置控制、运动控制等各种特殊功能的智能模块。与相同功能的机电控制系统相比，具有很高的性价比。5、体积小，重量轻，能耗低。由于半导体集成电路的应用，PLC的体积相对很小。
3 PLC在工业领域中的应用
3.1 开关量逻辑控制
这是PLC最早也是最基本的应用。PLC具有“与”、“或”、“非”等逻辑指令，可以实现触点和电路的串联、并联，代替继电器进行逻辑控制、顺序控制与定时控制，既可实现单机控制，也可用于多机控制及自动化生产流水线的控制。
3.2 运动控制
由于模拟量输入输出功能的实现，也由于PLC对数据处理功能的提高，制造商相应提供了拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴运动控制模块。PLC把描述目标位置的数据送给模块，当每个轴移动时，运动控制模块能使之保持适当的速度和加速度，确保运动的平滑性。可编程控制器的运动控制功能可广泛用于各种运动机械。
3.3过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量和速度等模拟量的闭环控制。通过PLC模拟量输入、输出模块，实现模拟量和数字量之间的转换，并利用PID子程序或专用的智能模块对模拟量进行闭环控制。
3.4数据处理
现代的PLC不仅能进行数学运算、数据传送，而且能进行数据比较、数据转换和数据通信等。PLC也能和机械加工中的数字控制及计算机数控相结合，实现数字控制。
3.5通信联网
PLC的通信包括基本单元与远程I/O之间的通信、PLC之间的通信、PLC与智能设备之间的通信。为了适应近几年兴起的工厂自动化、柔性制造单元、柔性制造系统发展的需要，近几年开发的PLC都加强了通信功能。
4 PLC的应用问题以及有效控制
PLC是一种用于工业生产自动化控制的设备，一般不需要采取措施就可直接在工业环境中使用。然而当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈或安装使用不当，就可能造成程序错误或运算错误，从而产生误输入并引起误输出，这将会造成设备的失控和误动作，从而无法保证PLC的正常运行。因此在使用中应主要以下问题。
湿度控制是PLC各种过程中对元件的保护措施，倘若需要有效的降低元件在工作过程中的损坏率，就需要重视湿度的控制范围，元件的绝缘性与环境的湿度间存在着较小的差距，控制空气中的相对湿度则是最好的办法。
震动控制是指在工作环境中尽量避免频率范围内的震动，通常是远离其范围内的10赫兹到55赫兹之间。
温度控制则是工业自动化控制中最为重要的一部分，PLC的工作温度通常限制在0度到55度之间。因此，在安装过程中需要考虑PLC的工作环境的温度问题，从而进一步的考虑散热问题。例如，对于发热量较大设备需要及时进行隔离处理。此外，如果四周的温度高于55度，就需要设置通风设备或者制冷装备，只有这样才能及时的降低PLC的工作温度，确保适宜的工作环境，进而降低震动所带来的危害。
总结：近几年来，PLC在工业自动化控制过程中的应用逐渐占据整个市场，从而成为现代科技发展的自动化典例，因此，需要不断加大对PLC的研发与创新，才能更有效的促进工业的发展。
参考文献：
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[2]栾文轩.PLC变频器技术的具体运用对策研究[J].数字通信世界,2020(06):216+243.