PLC在工业控制中的应用，实现闭环目标控制

PLC全名是可编程逻辑控制器，根据名称它的作用主要是用来实现工业上的逻辑控制。早期自动化分为工业电气自动化，自动控制自动化和生产过程自动化，只有工业自动化这门课要学PLC这门课程，可见PLC侧重应用于电气控制类系统。

PLC发明初衷是为了取代继电器，控制逻辑

早些时候，没有PLC或者PLC价格比较昂贵的时候，逻辑控制基本上是使用继电器和接触器来完成的。继电器或者接触器就是一个线圈加几路常开或者常闭触点，利用线圈和触点之间的自保和互锁来组合各种复杂的工业控制逻辑，比如机床控制，要启动电机正反转，要实现各个轴之间互相配合，要开启冷些液体循环泵，要让驱动器启停，都要用大量的继电器。逻辑分为组合逻辑和时序逻辑，继电器实现组合逻辑容易，但是实现时序逻辑就有点困难了，毕竟时间继电器是比较粗糙的。

因为继电器和接触器体积比较庞大，这样逻辑复杂了以后，设计起来比较费劲，要考虑很多个线路回路，稍微不留神就弄错；安装也麻烦，要使用很大的电柜，布局不容易；调试也是一件痛苦事情，修改线路要命，因为改线很容易出错；维护更加操心，线路多了，让你眼花缭乱，继电器都有一定使用周期，维修电工经常面对接触不良等问题。

电子技术发展起来了，单板机出现了，后来人们尝试使用单板机来替代继电器电路，结果很复杂的逻辑，只要集成在一块板子上就可以满足功能要求了。所以工业电气系统能实现更复杂的逻辑控制，体积又小，维护起来比继电器容易多了。

但是单板机可靠性不行，工业场所需要抗干扰很强，粉尘和震动也很厉害，而且使用汇编语言编程，一般电工都学不会。单片机出来以后，单板机的功能基本上集成到一块芯片上，所以有家叫莫迪康的公司设计了PLC这款产品出来了，硬件考虑了工业场所要求，处理比较稳定可靠，然后软件根据电工的思维习惯，弄出了一套梯形图编程的系统来，和线下的继电器电路差不多，这样通过电脑上“接线”，用符号来替代实物，就可以实现“软”方法来修改逻辑电路了。

而且PLC里边设计出了计数器和计时器，这样避免使用麻烦的实物计时器和时间继电器，修改计数和计时值非常快捷方便，把以往传统继电器很难实现的时序逻辑控制做得非常精准。甚至有些老板担心客户不给钱，使用万年历设定一个时钟，运行到某年某月某日某时某分某秒，自动会停下部分功能来。

在工业控制领域，只要是需要用到逻辑控制的设备上，都可以用PLC来实现。比如冶金，塑料，木工，水处理，化工，石油，建材，电力，家电等等，几乎所有领域，只要有自动化设备的场合，都会用到PLC，而且一些民用领域，比如安防，交通，智能家居等也会用到PLC。PLC加强了数据处理和通讯，相当于一部小电脑。

早期的PLC只是可以完成逻辑控制而已，但是芯片和电子技术发展非常快速，PLC增加了模拟量处理功能，可以直接读取传感器的模拟量数据，这样可以用来做一些数据采集和监控，如果这些数据用来控制变频器等装置，又可以实现了一些闭环目标控制。

PLC增加了高速计数功能，可以实现一些长度等参数计量，同时还有高速脉冲输出，可以用来控制伺服和步进控制器定位。

PLC运算速度快了，可以在里边自己编写一些PID或者模糊算法功能，可以用来做一些复杂的回路控制，甚至有些PLC自身带有了PID模块，直接调用就可以了。

PLC还集成了各种通讯接口比如485，232和RJ45这些，可以实现和变频器，触摸屏，温控模块，工控机等产品进行通讯联网。

PLC增加了这些功能，很多方面已经取代过程控制领域里边的控制器，而PLC只需要增加一个功能模块，就可以轻松实现这些传统控制器的某些功能，一些大型PLC实现的功能，不比DCS系统差多少了。

审核编辑：郭婷