基于PLC的自动化电气控制措施分析

彭芙蓉

摘要：迄今为止，快速发展的现代科技和自动化控制技术已经趋于成熟，所以PLC已经成为工业自动化控制中不可缺少的一部分，并且有像日常生活深入的趋势。从而得知，在工业不断成熟的工业自动化过程中，固有的电器控制不能适应发展的要求，从而使可编程控制器自动化电气控制顺应历史潮流进入到工业领域。所以本文对PLC的自动化电气控制措施进行分析。

关键词：PLC；自动化；电器控制；应用

引言：随着现代工业的快速发展，电气控制的自动化需求越来越大，行业中比较关注的是自动化电气控制措施，积极采取PLC的应用，可有效保障电气控制的精准度。基于PLC的自动化电气控制措施，具有较高的控制能力，发挥PLC的优势，体现了电气自动化控制的可靠性，进而满足现代行业的发展需求。

一、 PLC自动化控制的理念概述

可编程控制器（ProgrammableController）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器，简称PLC。在60年代，电气设备生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时电气设备的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，电气设备型号更新的周期越来越短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时、费工、费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，1969年美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，并在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。可编程控制器简称PLC（ProgrammableLogicalController），其特色为可利用软件程序来取代传统电气控制的配线工作，直接把控制电路的阶梯图（Ladderdiagram）转换成PLC程序，键入可编程控制器内即可执行，省去了配线的麻烦，并在侦错、更改设计上能够更加方便，并且更有弹性。

二、 PLC自动化控制的应用价值及其工作原理

第一，低成本。利用电话线上网，最大的优点就是成本低。由于利用电话线上网，直接使用现有互联网就可以实现通信，而不需要另外铺设电话线、光电缆等，大大地减少了在基础网络上的投资。第二，范围广。无所不在的电话线网络也是这种技术的优势。电话线是最基础的网络，它的规模之大，是其他任何网络无法比拟的。第三，高速。利用电话线上网能够提供高速传输。第四，便捷。不管在家里的哪个角落，只要连接到房间内的任何电源插座上，就可立即拥有PLC带来的高速网络享受。第五，永远在线。PLC属于"即插即用"。第六，结构灵活。通过PLC技术实现Internet接入，可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率。第七，家庭数字化。PLC技术能够通过电话线将整个家庭的电器与网络联为一体，在室内的设备之间构筑起可自由交换信息的局域网，使人们能够通过网络来控制自己家里的电器设备。

最初研制生产的可编程逻辑控制器主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的：继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点，在继电器控制线路的哪个位置上都会同时动作；可编程逻辑控制器的CPU则采用顺序逻辑扫瞄用户程序的运行方式，如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点（包括其常开或常闭触点）不会立即动作，必须等扫瞄到该触点时才会动作。

为了消除两者之间由于运行方式不同而造成的差异，考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小于100ms。因此，PLC采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式--扫描技术。这样在对于I/O响应要求不高的场合，PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。

三、 基于PLC的自动化电气控制措施

自动化电气控制措施的核心支撑是PLC，PLC在控制措施中，提供了可编程的方式，实现了自动化的控制。结合PLC的应用，分析自动化电气的控制措施，如下：

1、数据控制

自动化电气中的数据控制措施，是一项根本的控制方式，比较常见的有：统计控制、数学控制等，由于数据控制对处理速度的要求较高，所以采用PLC辅助，PLC编程后，能够规划自动化电气中的数据，同时进行相关的分析，促使PLC按照自动化电气系统的要求进行数据控制，完成自动化的电气指令。

2、分散控制

PLC在分散控制中的应用，是指在分散系统内，单独设置PLC，在自动化电气流水线中较为常用。例如：生产流水线中，每个生产环节都设置了PLC控制，流水生产中的PLC，只在控制区域起作用，分散控制措施的应用，体现了PLC的独立性，此类控制措施具有很高的保護效益，其中一项PLC出现问题后，剩余PLC还能继续完成自动化电气控制，运行控制的能力高，相对投资成本也上升。

3、集中控制

集中控制措施，与分散控制形成对比，主要以集中式的思想为主，将自动化电气控制中的设备，引入到统一的控制系统内，根据电气控制的相互关系，实现集中化的自动控制。自动化电气集中控制策略中，利用PLC构建监视系统，在同一环境下运行监控应用，可以根据自动化电气控制的实际需求，主动调节相关的控制因素。PLC在集中控制中的优势明显，能够按照自动化电气控制的实践情况，隔离有问题的单项因素，但是如果一处PLC出现问题，会影响整个系统的自动化。

4、模拟控制

自动化电气控制中，涉及到诸多变量，如：压力、流速等，各类变量处于动态的环境中，需根据电气运行的需求，自动调整变量状态。PLC可以模拟电气自动化中的变量，通过A/D、D/A的方式，实现模拟状态下的相互转换，提供稳定性的模拟控制，而且PLC还能记录模拟量的状态，提供实时性的控制方法，利用跟踪的方法，保障模拟控制的及时性。

5、开关量控制

开关量控制，表达了PLC在自动化控制控制中的基本应用，在电气自动化中引入PLC的逻辑概念，按照电气自动化的顺序，进行有目的的控制。基于PLC的开关量控制措施，不仅能够控制一台设备，还能渗透到机组设备中，提供系统化的控制应用。

结束语

总的来说，相对于其他系统而言，PLC的应用能够适应更大规模的生产，同时将投入成本控制在较低的范围内，因此被应用于工业生产及工程开展等各个领域。我们应该看到的是，当前PLC系统即使得到了较为显著的改善，但是依然在很多环节上存在较为明显的问题，还需要进一步的改进与完善。随着经济的发展以及生产力水平的提升，各领域对于PLC系统也有了越来越高的要求标准，这就需要在未来的发展中，继续深入的研究，开发出更为强大的功能，并尽可能的降低这一系统的成本投入，这将是PLC今后发展的重要方向，同时也是基于PLC自动化电气控制可控制系统扩大自身优势的关键所在。

参考文献

[1]乔东凯，杨向宇，李多民，李力驳.基于PLC对三维立体运动系统的电气控制及应用[J].工程设计学报，2012，06：465-468+484.

[2]孔德彭，孔德辉.组态软件在电气控制及PLC项目教学法中的应用[J].新课程（中旬），2012，08：83.