基于PLC 技術的電氣儀表自動化控制

王 亮

（山信軟件股份有限公司萊蕪自動化分公司，山東 濟南 271104）

PLC 技術是一種創新型的計算機技術，這項全新的技術在一定程度上改變了我們的生活，利用PLC 技術對電氣儀表自動化控制系統進行編程就可以讓系統按照既定的規律進行程序運算，從而實現對數據的有效控制，PLC 技術因其應用便捷、安全性能好、穩定性高、靈活性高等特點廣泛的應用在電氣工程中，隨著PLC 技術的不斷成熟，相信對電氣工程自動化控制的有效性也會越來越強。

1 PLC技術概念簡述

PLC 就是可編程邏輯控制器的英文縮寫，是一種以計算機技術為基礎的數字運算操作電子系統，PLC 技術常被應用在工業行業的電氣工程中，它以可編程的存儲器為載體，將具體的規律運算輸入到存儲器中，在存儲器中進行一定規律的邏輯運算，來實現定時、計數和順序控制等功能，在電氣工程中常被用來取代繼電器控制系統，另外，PLC 技術通過模擬式輸入輸出來實現對溫度、流量、速度、壓力、位移等參數的控制與調節，即使是小型的PLC 技術模擬量的閉環控制系統也具備這樣的功能，小型機結構圖如圖1 所示，除此之外，在數字量控制和數據采集監控等方面也有廣泛的應用[1]。

圖1 PLC 基本結構圖

2 PLC技術自動化控制的優點

2.1 操作界面簡單

基于PLC 技術的自動化控制系統不需要和被控制的電氣儀表設備進行連接就可以實現自動化控制，而且，應用了PLC 技術的電氣儀表自動化控制設備都也有清晰明了的簡單操作界面，有非常明確的電氣儀表的控制指令，這些特點都讓電氣儀表控制系統的安裝和操作變得更加的簡單和快捷，而且也提高了電氣儀表自動化控制的工作效率，PLC 技術電氣儀表自動化控制設備的操作人員只需要進行一定的培訓和考核后，就能夠迅速的掌握電氣儀表自動化控制設備的操作技能和方法以及流程，基于PLC 技術的應用，可以有效降低因為人為因素和操作失誤導致的設備故障問題，與此同時，PLC 控制系統還有故障提醒功能，當設備發生故障時，系統就會發出警報，通過控制模塊調整就可以有效的解除設備故障，讓自動化電氣儀表恢復良好的工作狀態，有效的降低了設備故障帶來的影響，也極大的提高了設備維修工作的質量和效率。

2.2 穩定可靠性強

PLC 技術的應用往往都是依托大型的集成電路，這種大型的集成電路本身就具有較高的穩定性，另外，電氣儀表設備生產過程中大多都經過了抗干擾處理工藝，利用這樣的生產工藝生產出來的電氣儀表設備本身也就具備了一定的的抗干擾能力，以此同時，基于PLC 技術的電氣儀表自動化控制設備的輸入電源和電路以及輸出端都是獨立的接口，這樣可以很好的隔絕電路之間的相互干擾，在現代先進的自動化電氣儀表內部通常還會進行穩壓和屏蔽干擾等措施，綜合以上方面的闡述，可以得知PLC 技術的穩定性和可靠性不是單憑一點或幾點來實現的，而是一個多方面綜合作用的情況下讓電氣儀表設備的內部具有較強的抗干擾特性，同時，對于PLC 技術控制系統設備進行了密封和加固防震外殼等處理，極大程度的降低了惡劣工作環境對電氣儀表設備所產生的影響，內外結合，極大程度的提高了電氣儀表自動化控制設備的穩定性和可靠性以及適應性。

2.3 預防故障發生

基于PLC 技術的電氣儀表自動化控制設備不管是在生產階段還是在工作階段都是有可能會發生一定的故障事件，基于這樣的情況，故障檢測和預防的工作就顯得格外的重要，自動化電氣儀表設備對工作環境是有一定的要求的，工作環境的溫度和濕度變化都會對設備產生一定的影響，甚至會導致其故障的發生，PLC 技術通過有效的數據變化分析可以及時的發現故障可能發生的部位，以及故障產生的原因，但是，PLC 技術也不是萬能的，對于故障的預測也不是很全面，因此還需要加強電氣儀表設備的日常維護和保養工作，對于設備的工作環境和供應電源線路的監測力度也要加強，對于設備一定要按照相關規范進行定期的保養和檢測，及時解決故障隱患，爭取做到防患于未然。

3 PLC技術對電氣儀表進行自動化控制的有效措施

3.1 對電氣儀表參數進行有效的監測

基于PLC 技術的電氣儀表自動控制設備可以對周圍的環境進行有效的監測和數據的采集，這是PLC 技術自動化控制電氣儀表的一項重要功能，電氣工程企業在產品線正式運行前，都要對數據進行準確的采集和測量，以前都是利用信號燈的變化來觀測電氣儀表設備的運行情況，這樣的方法只能知道設備運行情況是否正常，但是分析不出來具體的設備運行參數，一旦出現異常不能夠及時的分析出設備異常的具體原因，而PLC 技術的應用讓電氣儀表設備的運行監測工作變得更加的自動化和智能化，通過對電氣儀表的相關運行參數進行有效的設定，輸入控制系統中，就可以準確的分析出設備的具體運行狀態，從而實現對電氣儀表設備的自動化控制，PLC 技術有很強的敏感性，可以快速的采集電氣儀表運行數據，將設備運行中產生的壓力和溫度等數據按照一定的規律進行有效的轉換，同時上傳到PLC 控制系統中，電氣儀表設備的部分運行參數如表1 所示，通過這些參數的分析和監測，能夠有效的分析出電氣儀表設備的工作狀態和運行趨勢[2]。

表1 電氣儀表部分運行參數

3.2 對電氣儀表的故障進行有效預測

電氣儀表自動化設備在研發設計中和使用中，都需要電源進行長期供應，而這種超負荷的持續供電，使電源線路的散熱功能逐漸下降，就可能會導致故障的發生，通過優化總線設計，可以有效的降低故障發生，電氣儀表主電路中的繼電器和接觸器是實現自動化控制的重要電子元件，這兩個元件是構成控制邏輯的主要部分，利用其功能實現對電氣儀表的自動控制，因需要控制的電氣儀表設備較多，且現場控制和集中控制的方法有一定的區別，這種傳統的控制方法對操作技術人員的專業水平要求較高，致使這種方法有一定的局限性，為了有效降低電氣儀表自動化控制設備故障的發生率，利用PLC 技術對電氣儀表自動化控制設備的故障發生進行提前干預，應用在故障預測中，利用PLC 技術對電氣儀表運行數據的采集和分析，找到故障隱患，利用線性校正原理來調整設備運行誤差，在校正的過程中，還要對電氣儀表進行安全測試。

另外，電氣儀表設備在運行中，對外界環境要求較高，需要在一個相對穩定的環境中進行工作，因此，需要加強對工作環境的監控工作，并對電氣儀表設備進行定期的維護和保養，其次，對于傳感器等硬件的配置一定要合理，才能更好的保障設備故障預測工作的質量和效率，最后就是對PLC 技術的應用范圍要控制在合理范圍內，避免因為盲目擴大，而造成了人力資源和成本的增加[3]。

3.3 對電氣儀表進行自動化控制

經過PLC 技術校正的電氣儀表設備相關的一些運行參數，會自動儲存在控制系統中，同時也會被傳送到相關的工作端口，再通過網絡服務器將校正信息參數傳輸到局域網內，可以方便操作人員查看，基于PLC 技術的電氣儀表自動化控制設備是一個復雜的綜合型系統設備，由很多部分協同工作共同組成，其中的電子元器件是PLC 技術電氣儀表自動化控制設備中最重要的組成部件，自動化電子元件的性能直接決定了PLC 技術的電氣儀表自動化控制性能，因此，只有正確的、合理的選擇電子元器件才能保障自動化控制系統長期穩定的運行，與此同時，需要對電子元器件的穩定性和可靠性進行監測，并實時傳送所有監測數據和運行狀態數據，以便系統進行及時的校正和設定，實現對電氣儀表更加持久穩定的進行自動化控制。

基于PLC 技術的電氣儀表自動化控制主要是通過遠程監控的動態圖形界面和報警音效等方式對電氣儀表進行自動化控制管理的，PLC 技術儲存設備可以實時接收自動化電氣儀表控制設備上傳回來的數據和信息，其中包含各環節流程的各項參數、設備運行參數和異常數據，然后通過操作人員通過人機對話模式來實現對電氣儀表參數遠程調整和設定，遠程監控的界面可以顯示具體某個電氣儀表或機電設備運行的參數圖表，通過相關數據對運行參數進行繪制趨勢曲線圖，來實現對運行狀態的實時監控，而其中數據采集的模擬量值只接受一個既定的數據變化區域值，對電氣儀表控制系統產生的連續數據進行有效的掃描和處理，通過曲線對模擬量的變化速率進行高低對比，當參數超出既定范圍時，就會觸動報警系統，這時就會發出報警信號，但是這種模擬量變化速率是可以通過操作人員進行人為設定的，操作人員可以在限定的時間和范圍內觀察數據參數的變化，根據實際情況可以隨時通過控制器進行調節和設定，從而實現利用PLC 技術對電氣儀表設備的自動化控制。

4 結語

隨著PLC 技術的不斷成熟和發展，我們也將對基于PLC 技術的電氣儀表自動化控制有更加深入的了解和認知，目前，PLC技術憑借其良好的穩定性和可靠性被廣泛應用在電氣儀表自動化控制系統中，對設備故障的預測和干預起著非常重要的作用，另外，就是相關企業要重視對電氣儀表的日常維修和保養工作，延長電氣儀表的使用壽命。