PLC应用领域与发展趋势

    现代PLC应用综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术，在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国内外已广泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、交通等行业。统计数据显示，80%以上的工业控制可以使用PLC来完成。随着其性能价格比的不断提高，应用领域已扩展到以下几个方面。

    (1)数字量逻辑控制

    PLC用“与”、“或”、“非”等逻辑指令来实现触点和电路的串、并联，代替继电器进行组合逻辑控制、定时控制与顺序逻辑控制等。

    (2)运动控制

    PLC使用专用的运动控制模块，对直线运动或圆周运动的位置、速度和加速度进行控制，可以实现单轴、双轴和多轴位置控制，使运动控制与顺序控制功能有机地结合在一起。PLC的运动控制功能广泛应用于各种机械，如传送带移载机、机器人、电梯等。

    (3)闭环过程控制

    闭环过程控制是指对温度、压力、流量等连续变化的模拟量的闭环控制。PLC通过模拟量输入／输出模块，实现模／数(A/D)或数／模(D/A)转换，并对模拟量实行比例一积分一微分（简称PID）控制。现代的大中型PLC -般都配有PID闭环控制功能，可由PID指令或专用PID模块来实现。

    (4)数据处理

    现代PLC具有数（包括四则运算、函数运算、逻辑运算、矩阵运算及浮点数运算等）、数据传送、数制转换、数据比较、文件处理等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。

    (5)通信联网

    PLC的通信包括主机与远程I/O之间的通信、多台PLC之间的通信、PLC与其他智能控制设备（如计算机、变频器、仪表）之间的通信。PLC与其他智能控制设备一起，可以组成分布式控制系统，从而初显了小型集散控制系统（简称DCS）的雏形。

    2007年中国PLC市场规C市场研究报告》）。

    由于PLC应用向智能化和网络化发展，且逐渐成为主流趋势，此类应用人员的需求尤为突出。因此，在2006年9月，国家劳动和社会保障部公布的第七批新职业中，可编程序控制系统设计师列为首位。

    PLC未来将向以下两个方向发展。

    (1)大型化方向

    PLC的CPU从早期的1位，向8位、16位、32位、64位发展，晶振频率已可达到几百兆赫兹，从单CPU向多CPU的并行处理发展，提高了处理能力和响应速度及模块化程度。存储器的容量也成倍增加，从几千字节发展到几万字节，直到几兆字节、几+兆字节等。总之，由于硬件性能的提高，使PLC向大型化方向发展提供了硬件保障。

    软件功能的日益丰富与完善是PLC向大型化方向发展的重要标志。美国国际电工委员会(IEC)在规定PLC的编程语言时，认为主要的程序组织语言是顺序功能表。功能表的每个动作和转换条件可以运用梯形图编程，这种方法使用方便，容易掌握，深受电工和电气技术人员的欢迎，也是PLC得以迅速推广的重要因素之一。但是，它在处理较复杂的运算、通信和打印报表等功能时显得效率低、灵活性差，尤其用于通信时显得笨拙，因此在原梯形图编程语言基础上加入了上等语言，如C语言等。

    目前，PLC与监控数据采集系统（简称SCADA）、DCS系统相互渗透，使其在以仪表控制为主导的过程控制领域占有一席之地。同时，PLC也在向计算机集成制造系统(简称CIMS)、计算机集成生产系统（简称CIPS）、机器人和柔性控制系统（简称FMS）方向发展，使其成为制造业不可或缺的控制手段。

    (2)小型化方向

    为满足不同的控制需求，各厂家推出了小型化、高性能的整体式PLC产品，在提高系统可靠性的基础上，产品体积越来越小，功能却越来越强。欧姆龙公司推出的CPIH PLC的体积约为150mm×90mm×85mm，内置40个开关量I/O点，4个模拟量输入点以及2个模拟量输出点，基本指令的平均执行时间为0.1微秒／条，上等指令的平均执行时间为0.3微秒／条，可以使用几百条指令编程。同时，PLC的制造厂商也开发了多种类型的高性能模块，如模拟量模块、高速计数模块、通信接口模块等。当输入、输出点数增加时，可以根据过程控制的需求，采用灵活的组合方式进行配套，完成所需的控制功能。