基于PLC的自動化電氣控制分析

摘 要：基于PLC的自動化電氣控制應用簡單，可操作性強，在現代工業生產中有著廣泛的應用。本文通過對基于PLC的自動化電氣控制進行分析，希望為基于PLC的自動化電氣控制發展提供參考。

關鍵詞：PLC；自動化電氣控制；編程控制器

中圖分類號：TM921.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-01

為了適應工業化發展，避免繼電器控制裝備經常重新設計和安裝，1969年美國數字設備公司研制出第一臺PLC，并試用成功。基于PLC的自動化電氣控制是以中心計算機控制工作，以數字通訊方式傳輸信息的一種自動化生產線控制基本體系，還是一種開放式的全分布控制的新型系統。

一、PLC（可編程控制器）的概念

PLC可編程控制器的英文簡稱，在工業制造產業鏈中占據著重要地位。PLC剛研發出來時也被稱為可編程邏輯控制器。PLC可以利用軟件程序來取代傳統電氣控制的配線工作，能夠把控制電路的階梯圖直接轉換成PLC程序，把信息鍵入可編程控制器就可以自動執行，避免了配線的麻煩，并能夠更加方便地偵查錯誤、更改工作流程。[1]

二、基于PLC的自動化電氣控制特點

基于PLC的自動化電氣控制的接口構造簡單、操作方便，在編寫、翻譯可編程性的設計圖形、語言符號和工作方式等方面與繼電器電路圖的操作基本一致。在進行基于PLC的自動化電氣控制的實際應用時技術人員更易于理解工作內容和快速掌握工作方法，技術人員只需要了解開關邏輯控制的基礎知識和基于PLC的自動化電氣控制操作指令就可以實際操作它的具體編寫方式和使用方式。[2]

三、PLC（可編程控制器）的工作程序

可編程邏輯控制器的CPU的運行方式是邏輯掃描元件程序，具有不可輕易改變的順序性，當某個輸出線圈形成通路或斷開時，整體線圈的所有觸點不會隨之立即做出反應，要等到邏輯掃描到相應觸點才會發生響應。PLC的基本工作程序分為四種，一個是輸入/輸出（I/O）模塊由主機自輸入X端送出微量直流電，再經過外部的控制接點決定輸入接點是不是為通路。二是PLC主機，PLC主機包含電源供應器、運算部門和記憶部門，連接點和程序書（讀）寫器相連接使本身具有計數器計數、計時器計時、電源供應、邏輯判斷等功能。三是程序讀寫器，包含功能操作鍵和數字、命令鍵等，還有狀況顯示和模式切換開關等部分，類似于電腦鍵盤。四是輔助設備，PLC的不同機型可以與不同的輔助設備連線以達到擴充功能的作用，最重要的輔助設備可以為RS422轉接RS232或USB界面，以與微電腦相連，然后按照微電腦來編譯程序的模擬、監看、貯存等工作，并通過連接ROM將PLC的軟件應用直接刻錄成只讀信息。

四、基于PLC的自動化電氣控制存在的問題

基于PLC的自動化電氣控制存在的問題主要有兩個，一是控制出錯，控制出錯是因為觸點和相應接線的接觸狀況不良，直接引起流程開關和變速器產生故障，直接導致現場信號不能順利傳輸到PLC的控制系統中。線路使用時間過長發生老化、效率降低也會導致輸送信號的通路發生短路故障甚至斷路。二是錯誤的動作執行會使PLC的指令不能執行，使現場的機械開關和機械電動閥產生錯誤，當電磁干擾過強時或控制負載接觸器發生故障也會出現錯誤。

五、基于PLC的自動化電氣控制

（一）基于PLC的開關量控制方式

開關量控制方式是基于PLC自動化電氣控制中最基本的方式，它的應用十分廣泛，不僅控制邏輯的目標得以實現，還能夠達到控制順序的功能。所以基于PLC的自動化電氣控制漸漸地取代了傳統的繼電器電路應用。并且基于PLC的開關量控制方式不僅適用于一臺設備的單獨控制，還可以控制自動流水線中的單個組或整套設備。[3]

（二）基于PLC的控制模擬量

在實際工業應用過程中，溫度、濕度、壓強、流速、液位等都是會發生聯系變化的模擬量。基于PLC的自動化電氣控制能夠使相關模擬量應用數字量之間的A/D轉換與D/A轉換實施相關模擬量應用的記錄和跟蹤功能，解決可編程器在模擬量的實時監控和分析上的問題。[4]

（三）基于PLC的集中控制模塊

集中控制方式能夠通過一臺PLC監控系統對數個設備的中央集中式計算機進行自動化控制，在PLC監控系統中各個設備之間的運行狀態和監控、聯系關系等都可以統一交給一臺功能模塊完備的PLC監控系統來具體配置和執行。[5]因此PLC集中控制方式的設計過程比其他控制方式更加方便簡易，設計成本也較低。但是這種基于PLC的集中式控制中的一個對象的程序出現問題或發生故障時，都需要停止中央PLC系統的集中控制才能使信息中斷傳輸，下達停止運行的指令，這樣就使所有由中央PLC系統集中控制的所屬元件都不能正常提供服務。

六、基于PLC的自動化電氣控制中問題的建議

對于基于PLC的自動化電氣控制表現出的弊端，提出兩點建議：一是加強PLC自動化輸入信號的穩定性，使基于PLC的控制系統中各個元件模塊與相關的零件的耐用性能夠得到保證，減少因為配件故障而導致的信息傳輸線路發生損壞和短路、斷路故障，對于主界面的一部分功能模塊，應當按照實際工作要求進行改進甚至重新選擇；二是加強PLC自動化電氣控制系統的內部預警能力，積極改進建設智能化預警故障技術。預警系統中應配備一定的信息顯示系統及文字記錄，在設備發生故障時保證中央控制能夠對顯示面板上的指示燈及時報警，并產生相應的安全隱患排除舉措。

七、結束語

基于PLC的自動化電氣控制的維護和改造比較簡單方便，但是基于PLC的自動化電氣控制還存在一些問題，在PLC控制系統的發展中還需要研究人員不斷優化系統的工作能力。

參考文獻：

[1]趙曉明.試論電氣自動化設備可靠性測試的有效方法[J].中國石油和化工標準與質量，2011（10）：28-29.

[2]石慧利，袁美瓷，王春霞.淺談電氣自動化下二次設備狀態調試、檢修[J].信息系統工程，2011（10）：68-69.

[3]鄭雷，李穎，邢繼偉.PLC在火力電廠控制系統中的應用[J].黑龍江科技信息，2010（27）：48-49.

[4]舒云，夏金妹.PLC在高壓空氣壓縮機站自動控制系統中的應用[J].機電設備，2012（05）：56-57.

[5]姚建飛，張米雅，王中順.三相交流固態繼電器在PLC實驗中的應用[J].科技信息（學術研究），2011（27）：19-20.