田江锋 张忠 王斌生 孙宏强 张园园
山西太钢不锈钢股份有限公司临汾分公司 山西省临汾市041000
摘要：在科研人员不断的潜心探索与研发中，我国的科技水平直线上升，现在已有足够的能力与一些科技发达国家一较上下，电子信息技术与自动控制技术的广泛应用有效推动了我国工业制造行业的发展与进步，随之拉开了我国智能制造时代的序幕，PLC控制系统可以说是传统顺序控制器的升级，在适用性及抗干扰能力等方面的优势极为明显，本文首先对PLC 控制系统进行简短介绍，继而多角度全方位的分析PLC在智能制造系统中的应用及发展趋势。
关键词：PLC控制系统；智能制造时代；应用；发展趋势
引言
随着电子信息科技的高速发展与快速普及应用，我国的工业制造行业也得到跳跃式的发展，工业制造在我国社会经济中占据主要地位，同时在国家建设与发展方面所发挥的积极作用也是不可取代的，要想实现我国的兴国强国大计，首先就要充分重视制造业的发展与进步。就当前而言， PLC控制系统已经广泛应用于我国工业智能制造领域的各个方面，成为工业制造控制系统的重要零部件。合理分析PLC控制系统在智能制造时代的应用及发展趋势，对于我国的智能制造发展有一定益处。
1 PLC 控制系统
PLC即可编程逻辑控制器，是一种用于工业控制的设备，可以将其理解为功能相对简单的计算机。可通过PLC编程进行数据采集和数学运算等操作，从而实现逻辑控制、I/O控制等功能。PLC常用于自动控制系统，具有较高的数据处理能力和高可靠性，在智能化控制领域具有可观的应用前景。
2 PLC 在智能制造系统中的应用
智能制造系统已逐步走向制造业的舞台中心，也已成为各厂商研究的重点领域。PLC系统因其自身所具有的属性，成为了智能制造的核心部分。智能制造系统的进一步发展，对于PLC系统的发展也具有较好的推动作用，对PLC系统的功能要求也变得更为多样。
2.1汽车制造业
汽车制造业对PLC系统的应用较为广泛，在汽车制造的各个环节均能应用到PLC系统。因汽车部件的制作相对机械化，多采用自动化的方式进行生产制造，因此汽车制造业成为了智能制造的优先使用对象。在汽车制造的各个环节上，均需大量使用PLC控制系统，以完成自动化制造。同时，汽车制造环节对于细节完成情况具有较高的要求，PLC系统的高可靠性能够很好的满足这一需求，可以说PLC系统大大的提高了汽车制造的效能。
在汽车制造业中，PLC系统的应用较为广泛，可以说是融入到了汽车制造的全流程。从零部件生产到部件组装再到成品产出，PLC都能发挥出较好的作用。不同环节所应用的PLC规模不尽相同，根据控制点数的数量选用不同规模的PLC，点数较高的输送机控制系统需要大型PLC，而公用工程部分常采用小型PLC。总之，PLC系统在汽车制造业得到了非常广泛的应用。
2.2电力行业
PLC系统在水力发电项目中应用相对广泛，不同于火电项目使用分布式控制系统。水力发电项目所使用到的PLC系统多为中型和大型PLC系统，因其自动化控制程度较高。具体应用PLC系统的设备包括发电机组控制单元、分合闸控制单元、设备运行监视单元等，通过对采集到的参考数据，根据实际功能需要进行逻辑判断，以完成后续动作，在完成自动控制功能的同时，还能在一定程度上保证设备运转安全。
2.3包装行业
包装行业也是一个操作重复性较高的行业，自动控制技术在包装行业的应用能够带来较高的工作效率。同时，包装行业的功能需求较为简单，PLC系统完全能够满足。而且PLC编程已经非常成熟，可参考的编程案例角度，只需根据功能需要进行适当调整，就可应用到包装行业，应用非常方便。以药品包装为例，PLC系统已成为标准控制器，其功能表现良好，能够完全满足药品包装的需要。
3 PLC 的发展趋势
3.2安全可信
智能制造系统的应用，就是为了降低人力资源成本，提高工作效率。因此，智能制造系统需要较少的人工参与，这就给使用安全带来了一定的挑战。为解决这一突出问题，PLC系统的可靠性就需要满足要求，因此PLC系统的安全可信成为了其发展的明确方向。对于PLC系统可能出现的安全问题，需要进行针对性研究。例如在网络通信安全方面，要加强可信算法方面的研究，将加解密技术应用到PLC系统中，以满足对于数据完整性、保密性和真实性的要求。同时，还要加强网络安全领域研究，当前网络威胁问题已在工业系统中有过先例，对于工业控制系统的网络攻击也已成为现实，PLC作为工业控制系统的核心，极易收到网络攻击，所以进行工业控制系统的网络防护技术研究也将是未来的重点研究方向。此外，在PLC系统架构上的优化，也将是PLC系统的发展趋势。在满足功能需求的前提下，进行安全可信的系统架构研究，能够提升PLC系统的健壮性，对于潜在的安全威胁具有更好的适应性。
3.3智能化发展
智能化制造将是自动化制造的又一升级，自动化制造的产生是为了解决人力成本，提高生产效能。而智能化制造则是优化机械制造，在实现自动化功能的基础上，给机器带来创造性。要实现智能化制造，就需要更加广泛的应用PLC系统，对于PLC系统的功能要求也变得更高，需要PLC系统能够完成更为复杂的工作。这就需要进一步研究机器学习与PLC控制间的融合工作，让PLC系统具有决策能力，满足工业级实时性、可靠性、安全性的要求。
3.4网络化
智能制造对于PLC系统的网络通信能力提出了更高的要求，不同于以往所采用的现场总线结构，智能化PLC系统将应用以太网技术来实现实时稳定通信，以获取快速相应能力。为实现PLC网络化管理的目标，需要开展网络协议研究，可在现有网络协议基础上进行优化设计，以满足PLC与以太网之间的互联需求。实现PLC网络化还能在很大程度上提高处理速度，尤其是对于智能化制造来说，事件的快速响应能力是反应智能化程度高低的一个重要指标。此外，目前PLC系统没有直观的交互界面，通过实现网络化可有效的解决这一问题，可通过相关软件的开发设计构建一体化软件平台，将PLC系统状态和控制流程等信息通过交互式软件界面进行展示，便于操作。
3.5运动控制能力
运动控制作为自动控制的一个分支，通过伺服系统实现对机器的位置和速度进行控制。运动控制功能将成为未来工业控制所必须的一项功能，PLC作为工业控制的核心，未来也必须具备运动控制能力。传统的运动控制功能多利用数控技术实现，其功能较为单一，对于未来发展的适应能力较差。而PLC系统能够同时实现多种功能，所以对于数控技术具有较好的替代作用。而且PLC系统的成本相比于数控系统更为低廉，其必将成为未来实现运动控制功能的主要手段。目前针对运动控制功能，PLC系统已开发和应用了部分模块，随着相关软件的推广和施工，PLC实现运动控制也将变得更容易。
结束语：我国新型信息技术的不断发展，将会成为智能制造发展的强大助推力。作为智能制造控制系统重要部件的PLC控制系统，也在不断向网络化智能化创新发展，未来，为了促使PLC控制系统在我国智能制造方面发挥更为优越的应用效果及更为强大的应用价值，相关人员应对PLC控制系统的应用展开进一步研究分析。
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