学好可编程控制器,面向广阔应用空间
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【摘要】可编程控制器应用技术是职业院校机电专业必修的课程，也是工农业生产一线技术人员必须掌握的专业技术。可编程控制器应用技术简单易学，在工农业生产中应用又十分广泛，掌握这一技术对促进工农业生产现代化，提高生产力，进而提高综合国力都具有十分重要意义。本文通过对可编程控制器的产生，结构特点，学习方法，应用范围进行简要分析，从而坚定学好可编程控制器的信心，进而在实践中用好可编程控制器。
【关键词】可编程控制器；课程；提高生产力
可编程控制器简称PLC，是一种新型工业控制装置，与机器人，计算机辅助设计与制造并称为现代工业自动化生产的三大支柱。在工农业生产的各个领域广泛应用。早期的可编程控制器主要用来代替继电器实现开关量的逻辑控制，因此称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。后来可编程控制器采用微处理器作为其控制核心，它的功能已远远超过逻辑控制的范畴，于是人们又将其称为可编程控制器（Programmable Controller，PC）。但是因为容易与个人计算机（Personal Computer，PC）混淆，所以可编程控制器仍被称为PLC。
一、PLC从应用中来
在早期的传统工业控制中，继电器控制占主导地位。继电器控制以其操作简单方便、价格便宜等优点得到了广泛应用。但继电器控制有其先天性的缺点：靠硬接线构成逻辑关系；灵活性差；接线复杂；适应性差；维修困难；用机械触点控制可靠性低；体积大，不易实现机电一体化。上世纪60年代起，工业生产呈现多品种、小批量的趋势，各种生产流水线的电气控制系统基本上都是由继电器系统构成的产品，每次改型都直接导致电气控制系统的重新设计和安装，为了尽可能减少重新设计和安装的工作量，人们设想应用计算机的控制功能研制一种新型工业控制装置，把计算机的通用、灵活、功能完备与继电器控制的简单、操作方便、价格便宜等优点结合起来，使那些不熟悉计算机应用的电气工作人员也能方便使用，1968年美国通用汽车公司（GM）公开招标，提出了10项招标指标，根据这一要求，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC，并在美国通用汽车公司（GM）自动装配线上试用成功。早期的PLC仅有逻辑运算、计时、计数等顺序控制功能，主要用于开关量的控制，20世纪70年代以后，随着微电子技术的发展；采用微处理器以后，突破了当初的功能，特别是进入80年代以来大规模、超大规模集成电路广泛应用，微机化PLC得到了惊人发展、其功能增强、性价比提高、功耗降低、体积减小、易于扩充、可靠性提高，适应性强、编程灵活和检测方便，而且增加了远程控制、网络通信数据处理以及图像显示等，为PLC的广泛应用提供了良好的基础。
二、PLC到应用中去
PLC广泛应用于工农业生产的各个行业、各个领域、各个方面，可以这样说只要是原先继电器控制的领域都可以改造成PLC控制。PLC的应用往往是具体的，各不相同的，可复制性很小，因此应用范围广，应用量很大。特别是PLC与变频调速器，触摸屏的有机结合为PLC的推广与应用插上了飞翔的翅膀。触摸屏是一种可视化操作视窗，通过触摸屏使得各种操作简单直观、一目了然。PLC广泛应用于制造业、农业、交通运输业、食品加工业、建筑业、环境工程、医疗卫生、娱乐业、广告业等等。如汽车流水线；自动焊接线；医药生产线；自动装配线；各种机械手；注塑生产线；食品加工生产线；服装生产线；织布机；自动包装线；自动分拣机；轧钢流水线、各种电梯；各种建筑机械、港口装卸设备；智能喷泉；霓虹灯广告；舞台灯光；立体停车库；智能交通；智能大棚温室；智能养殖场；自动消防系统；自动洗车机；远程监控系统；各种智能健身设备；各种老旧机床改造，各种机械系统的升级改造等等。配置灵活。可选择最小配置的I/O点数为8-16点的PLC，也可选择14336点的超大型PLC，可选择各种功能模块如：高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等等。PLC的应用已成为现代工业自动化生产的一大支柱。
三、PLC在实际应用中的特点
学好PLC不需要复杂的基础知识。也不需要有高深的计算机知识，只要有初步的电工知识会用计算机就可以。可以借助个人计算机编程，也可使用手持编程器编程。
编程方法简单易学。编程语言有梯形图、顺序功能图、语句表等。其中梯形图使用最多，它是建立在原继电器控制图的基础之上，只要有电工基础知识学会梯形图没有问题。各种职业院校学生都能学会并且掌握。现在各个品牌的PLC编程语言略有不同，但大同小异，只要掌握了一种品牌的编程语言，其他品牌的编程就很容易学会了。同时各种品牌的编程语言日趋标准化。为以后的推广打开了方便之门。与此同时还应学会变频调速器和触摸屏的应用技术。现在掌握PLC的应用技术已成为现代工业对电气技术人员和机电专业学生的基本要求。
PLC具有体积小、能耗低、结构紧凑、易于实现机电一体化，安装、维护方便。与外部设备连接简单，带负载能力强的特点，可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。设计、施工调试周期短，PLC用软件功能代替继电器控制系统，省去了大量中间继电器、时间继电器、计数器等，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。控制柜的体积大大减小。可以在实验室调试好，再拿到现场统调，发现问题通过修改程序就能解决。
抗干扰能力强、可靠性高。PLC的故障率很低，平均无故障时间达数万小时以上，可以直接应用于强烈干扰的工业生产现场。具有完善的自诊断和报错功能，方便查找故障原因，迅速解决问题。
与变频调速器的结合如虎添翼。变频调速器是一种智能调速设备，它将固定频率的交流电变为频率连续可调的交流电，从而控制交流电动机的启停，实现交流电动机的无级调速。主要用于交流电动机的调速功能。具有节能、可靠性高、改善生产流程、提高产品质量、易于自动控制的特点，。是目前最理想、最有发展前途的调速方式。广泛应用于各类电动机控制和各种大型自动化生产线与触摸屏相结合。触摸屏是人机相互交流的窗口，可直观地显示现场数据和状态，使用者只要用手指轻轻触碰屏幕上的图形或文字符号，就能实现对机器的控制和操作，同时观察现实控制信息，还能显示报警信息、数据记录、趋势图、打印报表等功能。
与计算机结合实现联网控制，集中管理。可编程控制器有通信和联网功能，可以使PLC与计算机联网，实现信息互连，可以通过双绞线、同轴电缆、光纤连接起来，最远可达几十千米。也可与互联网相连实现远程控制。
四、未来展望
现在PLC的年产量年年增大、更新换代周期越来越短，功能越来越强，价格越来越便宜。展望未来有以下发展趋势：一是向小型化、微型化的方向发展，以适应小型企业技术改造的需求。二是向大型化、多功能方向发展，三是不断开发各种I/O模块为不同的场合提供专用的、高水平的PLC控制系统。将来PLC的应用一定会越来越广泛，一定会渗透到工农业生产的方方面面。应用PLC能力的大小，应用水平的高低已成为衡量一个技术人员水平高低的重要标志，应用范围的深度和广度，已成为量度一个行业自动化水平高低的重要尺度，甚至是量度一个国家工业现代化水平的重要尺度，过去，你懂得电的应用，你是一个电工就让人羡慕，现在你只有掌握了PLC的应用，才真正称得上是合格的电工。
我国已成为全球第二大经济体，综合国力的提高体现在方方面面，工业自动化水平的提高是一个重要方面，随着国民经济的发展，对工业现代化提出了更高的要求，对PLC的推广应用方面提出了更高的要求，作为一名科技工作者应担当起这份责任，刻苦学习，努力工作，为PLC的推广与应用、为国家的富强作出自己应有的贡献。
参考文献
[1]廖常初.PLC基础及应用[M].机械工业出版社，2003.
[2]李稳贤，田华.可编程控制器应用技术[M].冶金工业出版社，2008.
[3]吴丽.可编程控制器基础与应用[M].机械工业出版社，2009.
作者简介：郎长兴（1964—），男，山东潍坊人，山东信息职业技术学院高级讲师。