基于PLC的自動化電氣控制措施分析

彭芙蓉

摘要：迄今為止，快速發展的現代科技和自動化控制技術已經趨于成熟，所以PLC已經成為工業自動化控制中不可缺少的一部分，并且有像日常生活深入的趨勢。從而得知，在工業不斷成熟的工業自動化過程中，固有的電器控制不能適應發展的要求，從而使可編程控制器自動化電氣控制順應歷史潮流進入到工業領域。所以本文對PLC的自動化電氣控制措施進行分析。

關鍵詞：PLC；自動化；電器控制；應用

引言：隨著現代工業的快速發展，電氣控制的自動化需求越來越大，行業中比較關注的是自動化電氣控制措施，積極采取PLC的應用，可有效保障電氣控制的精準度?；赑LC的自動化電氣控制措施，具有較高的控制能力，發揮PLC的優勢，體現了電氣自動化控制的可靠性，進而滿足現代行業的發展需求。

一、 PLC自動化控制的理念概述

可編程控制器（ProgrammableController）是計算機家族中的一員，是為工業控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器，簡稱PLC。在60年代，電氣設備生產流水線的自動控制系統基本上都是由繼電器控制裝置構成的。當時電氣設備的每一次改型都直接導致繼電器控制裝置的重新設計和安裝。隨著生產的發展，電氣設備型號更新的周期越來越短，這樣，繼電器控制裝置就需要經常地重新設計和安裝，十分費時、費工、費料，甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現狀，1969年美國數字設備公司（DEC）研制出第一臺PLC，并在美國通用汽車自動裝配線上試用，獲得了成功?？删幊炭刂破骱喎QPLC（ProgrammableLogicalController），其特色為可利用軟件程序來取代傳統電氣控制的配線工作，直接把控制電路的階梯圖（Ladderdiagram）轉換成PLC程序，鍵入可編程控制器內即可執行，省去了配線的麻煩，并在偵錯、更改設計上能夠更加方便，并且更有彈性。

二、 PLC自動化控制的應用價值及其工作原理

第一，低成本。利用電話線上網，最大的優點就是成本低。由于利用電話線上網，直接使用現有互聯網就可以實現通信，而不需要另外鋪設電話線、光電纜等，大大地減少了在基礎網絡上的投資。第二，范圍廣。無所不在的電話線網絡也是這種技術的優勢。電話線是最基礎的網絡，它的規模之大，是其他任何網絡無法比擬的。第三，高速。利用電話線上網能夠提供高速傳輸。第四，便捷。不管在家里的哪個角落，只要連接到房間內的任何電源插座上，就可立即擁有PLC帶來的高速網絡享受。第五，永遠在線。PLC屬于"即插即用"。第六，結構靈活。通過PLC技術實現Internet接入，可以靈活擴展接入端口數量，使資源保持較高的利用率。第七，家庭數字化。PLC技術能夠通過電話線將整個家庭的電器與網絡聯為一體，在室內的設備之間構筑起可自由交換信息的局域網，使人們能夠通過網絡來控制自己家里的電器設備。

最初研制生產的可編程邏輯控制器主要用于代替傳統的由繼電器接觸器構成的控制裝置，但這兩者的運行方式是不相同的：繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運行的方式，如果這個繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點，在繼電器控制線路的哪個位置上都會同時動作；可編程邏輯控制器的CPU則采用順序邏輯掃瞄用戶程序的運行方式，如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點（包括其常開或常閉觸點）不會立即動作，必須等掃瞄到該觸點時才會動作。

為了消除兩者之間由于運行方式不同而造成的差異，考慮到繼電器控制裝置各類觸點的動作時間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶程序的時間一般均小于100ms。因此，PLC采用了一種不同于一般微型計算機的運行方式--掃描技術。這樣在對于I/O響應要求不高的場合，PLC與繼電器控制裝置的處理結果上就沒有什么區別了。

三、 基于PLC的自動化電氣控制措施

自動化電氣控制措施的核心支撐是PLC，PLC在控制措施中，提供了可編程的方式，實現了自動化的控制。結合PLC的應用，分析自動化電氣的控制措施，如下：

1、數據控制

自動化電氣中的數據控制措施，是一項根本的控制方式，比較常見的有：統計控制、數學控制等，由于數據控制對處理速度的要求較高，所以采用PLC輔助，PLC編程后，能夠規劃自動化電氣中的數據，同時進行相關的分析，促使PLC按照自動化電氣系統的要求進行數據控制，完成自動化的電氣指令。

2、分散控制

PLC在分散控制中的應用，是指在分散系統內，單獨設置PLC，在自動化電氣流水線中較為常用。例如：生產流水線中，每個生產環節都設置了PLC控制，流水生產中的PLC，只在控制區域起作用，分散控制措施的應用，體現了PLC的獨立性，此類控制措施具有很高的保護效益，其中一項PLC出現問題后，剩余PLC還能繼續完成自動化電氣控制，運行控制的能力高，相對投資成本也上升。

3、集中控制

集中控制措施，與分散控制形成對比，主要以集中式的思想為主，將自動化電氣控制中的設備，引入到統一的控制系統內，根據電氣控制的相互關系，實現集中化的自動控制。自動化電氣集中控制策略中，利用PLC構建監視系統，在同一環境下運行監控應用，可以根據自動化電氣控制的實際需求，主動調節相關的控制因素。PLC在集中控制中的優勢明顯，能夠按照自動化電氣控制的實踐情況，隔離有問題的單項因素，但是如果一處PLC出現問題，會影響整個系統的自動化。

4、模擬控制

自動化電氣控制中，涉及到諸多變量，如：壓力、流速等，各類變量處于動態的環境中，需根據電氣運行的需求，自動調整變量狀態。PLC可以模擬電氣自動化中的變量，通過A/D、D/A的方式，實現模擬狀態下的相互轉換，提供穩定性的模擬控制，而且PLC還能記錄模擬量的狀態，提供實時性的控制方法，利用跟蹤的方法，保障模擬控制的及時性。

5、開關量控制

開關量控制，表達了PLC在自動化控制控制中的基本應用，在電氣自動化中引入PLC的邏輯概念，按照電氣自動化的順序，進行有目的的控制?；赑LC的開關量控制措施，不僅能夠控制一臺設備，還能滲透到機組設備中，提供系統化的控制應用。

結束語

總的來說，相對于其他系統而言，PLC的應用能夠適應更大規模的生產，同時將投入成本控制在較低的范圍內，因此被應用于工業生產及工程開展等各個領域。我們應該看到的是，當前PLC系統即使得到了較為顯著的改善，但是依然在很多環節上存在較為明顯的問題，還需要進一步的改進與完善。隨著經濟的發展以及生產力水平的提升，各領域對于PLC系統也有了越來越高的要求標準，這就需要在未來的發展中，繼續深入的研究，開發出更為強大的功能，并盡可能的降低這一系統的成本投入，這將是PLC今后發展的重要方向，同時也是基于PLC自動化電氣控制可控制系統擴大自身優勢的關鍵所在。

參考文獻

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