基于PLC的自动化电气控制措施

摘要：随着科技日新月异的发展，可编程控制器应用技术也日趋成熟，从而使得PLC的应用范围较以前也显得更加广泛，所以在现今的电气控制系统的设计工程技术人员，更倾向于选用PLC而不是接触器控制。本文就PLC的自动化电气控制相关问题进行了简要分析。

关键词：自动化；电力控制；应用

中图分类号：TU856文献标识码： A

一、PLC自动化控制的理念概述

可编程控制器（Programmable Controller）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（Programmable Logical Controller），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（Ladder diagram）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

1、PLC自动化控制的应用价值

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。

2、PLC自动化控制的工作原理

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、PLC 自动化电气控制的基本运行过程

由于 PLC自动化电气控制是一种通过对计算机的应用技术、自动控制技术及通信技术进行综合的控制技术。所以其运行过程应该以计算机微处理器作为控制的基本硬件，基本运行过程包括收集与输入、功能执行、系统响应等方面。

1、PLC 自动化电气控制的信息收集与输入过程

PLC 自动化电气控制信息的收集与输入，是在软件程序控制下通过执行编辑指令对现场输入区域进行实时扫描，并对输入区域运行的状态进行分析与判断。 信息的收集与输入，是 PLC 自动化电气控制基本运行过程的第一阶段。

2、PLC 自动化电气控制的功能执行过程

技术人员利用用户电气控制系统所设置的控制程序指令，并根据特定的规则进行系统扫描，然后以现场运行的指令要求及系统运行状态等方面的作为实际情况，进行实时的分析或运算。

3、PLC 自动化电气控制的系统响应过程

PLC 自动化电气控制的系统响应过程，是包括电气控制信号的输入、记录，将执行程序相关性分析的结果与逻辑运算的结果输入主机。再通过主机对所有的输出点发出响应信号，通过这种方式控制相关的电气设备，发挥其主要功能。

四、基于 PLC 自动化在电气控制中的应用

1、PLC自动化在集中式控制设计方面的应用

集中式控制主要通过一套功能较强的 PLC 自动监视系统，实现对多个设备实行集中式的计算机控制的一种模式。此系统内部，每个设备间运行的状态、联系和监控的关系等，均由中央 PLC 统一进行配置执行。 因此此集中式的控制设计与其他的控制系统相比，就显得更方便、更容易操作，而且成本也更低。但集中式控制也存在不足之处：此系统中任何的细节都不能出现差错，否则会影响整个控制系统，也会导致其他的与中央 PLC 控制相关的设备工作都会受到巨大影响。

2、PLC 自动化在分散控制系统设计方面的应用

PLC 自动化在分散控制系统设计方面的应用，各个受控对象均与一台 PLC 相对应，而实际的操作中，分散控制系统大部分被用于多台设备同时控制的工业生产线上。此系统的优势是每个受控的对象均只接受特定的 PLC 控制，因此避免个别设备出现故障时对其他设备或整个设备程序的影响。

3、PLC 自动化在开关量控制方式方面的应用

此控制方式在基于 PCL 自动化的控制中是应用得最多的，也是其最基本形式之一。PLC自动化的应用将逻辑和顺序控制同时实现，因此它逐渐取代了传统继电器的电路在开关量控制中的应用， 而且 PLC自动化技术可以用在对单台设备的单一控制，也可以用在自动化的流水线内一组或者多组的控制中。

4、在控制模拟量方面的应用

在工业实践中一定会出现一些不断变化的模拟量，如温度控制、压力控制、湿度等，PLC 自动化控制技术应用于这些模拟量中，从而使这些模拟量能够应用数字量进行 A/D转换及 D/A 转换，因此实现能够被记录及跟踪的量，使可编程器在模拟量实时监控及分析方面出现的的难题得到解决。

5、PLC自动化在运动控制中的应用

PLC具有控制圆周运动和直线运动的特性，因此 PLC已被广泛用于对电梯、机械（机器人）等的生产中。运动控制基本原理便是在控制的设备配置中，采取专用运动控制的模块进行控制，将 PLC 自动化直接用在传感器和执行指令当中，如伺服电机与其单轴和多轴的位置控制模块。

6、PLC自动化控制在数据处理方面的应用

PLC自动化控制能够进行数据的传送和转换，也具有数据统计和数学运算等功能，在数据处理应用中，从而实现其对数据的自动采集、分析和处理，并自动执行控制中的相应指令。

结束语

PLC自动化在电气控制中的应用能实现智能化的运转模式，并且调速的控制系统工作的效果很理想，不仅能够节约人力物力和财力，也能对 PLC自动化技术的运用效果进行观察总结，对 PLC自动化的电气控制具体的应用程度进行把握，具有非常大的意义。

参考文献

[1]王仁亮.试论PLC在电气控制中的应用[J].科技致富向导.2012，（15）.

[2]冯进.提高PLC控制系统可靠性的措施[J].科技信息（学术研究），2007.

[3]燕培荣.基于PLC实现的自动化电气控制应用研究[J].科技资讯，2011，（28）.