基于PLC的自动化电气控制分析

摘 要：基于PLC的自动化电气控制应用简单，可操作性强，在现代工业生产中有着广泛的应用。本文通过对基于PLC的自动化电气控制进行分析，希望为基于PLC的自动化电气控制发展提供参考。

关键词：PLC；自动化电气控制；编程控制器

中图分类号：TM921.5 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

为了适应工业化发展，避免继电器控制装备经常重新设计和安装，1969年美国数字设备公司研制出第一台PLC，并试用成功。基于PLC的自动化电气控制是以中心计算机控制工作，以数字通讯方式传输信息的一种自动化生产线控制基本体系，还是一种开放式的全分布控制的新型系统。

一、PLC（可编程控制器）的概念

PLC可编程控制器的英文简称，在工业制造产业链中占据着重要地位。PLC刚研发出来时也被称为可编程逻辑控制器。PLC可以利用软件程序来取代传统电气控制的配线工作，能够把控制电路的阶梯图直接转换成PLC程序，把信息键入可编程控制器就可以自动执行，避免了配线的麻烦，并能够更加方便地侦查错误、更改工作流程。[1]

二、基于PLC的自动化电气控制特点

基于PLC的自动化电气控制的接口构造简单、操作方便，在编写、翻译可编程性的设计图形、语言符号和工作方式等方面与继电器电路图的操作基本一致。在进行基于PLC的自动化电气控制的实际应用时技术人员更易于理解工作内容和快速掌握工作方法，技术人员只需要了解开关逻辑控制的基础知识和基于PLC的自动化电气控制操作指令就可以实际操作它的具体编写方式和使用方式。[2]

三、PLC（可编程控制器）的工作程序

可编程逻辑控制器的CPU的运行方式是逻辑扫描元件程序，具有不可轻易改变的顺序性，当某个输出线圈形成通路或断开时，整体线圈的所有触点不会随之立即做出反应，要等到逻辑扫描到相应触点才会发生响应。PLC的基本工作程序分为四种，一个是输入/输出（I/O）模块由主机自输入X端送出微量直流电，再经过外部的控制接点决定输入接点是不是为通路。二是PLC主机，PLC主机包含电源供应器、运算部门和记忆部门，连接点和程序书（读）写器相连接使本身具有计数器计数、计时器计时、电源供应、逻辑判断等功能。三是程序读写器，包含功能操作键和数字、命令键等，还有状况显示和模式切换开关等部分，类似于电脑键盘。四是辅助设备，PLC的不同机型可以与不同的辅助设备连线以达到扩充功能的作用，最重要的辅助设备可以为RS422转接RS232或USB界面，以与微电脑相连，然后按照微电脑来编译程序的模拟、监看、贮存等工作，并通过连接ROM将PLC的软件应用直接刻录成只读信息。

四、基于PLC的自动化电气控制存在的问题

基于PLC的自动化电气控制存在的问题主要有两个，一是控制出错，控制出错是因为触点和相应接线的接触状况不良，直接引起流程开关和变速器产生故障，直接导致现场信号不能顺利传输到PLC的控制系统中。线路使用时间过长发生老化、效率降低也会导致输送信号的通路发生短路故障甚至断路。二是错误的动作执行会使PLC的指令不能执行，使现场的机械开关和机械电动阀产生错误，当电磁干扰过强时或控制负载接触器发生故障也会出现错误。

五、基于PLC的自动化电气控制

（一）基于PLC的开关量控制方式

开关量控制方式是基于PLC自动化电气控制中最基本的方式，它的应用十分广泛，不仅控制逻辑的目标得以实现，还能够达到控制顺序的功能。所以基于PLC的自动化电气控制渐渐地取代了传统的继电器电路应用。并且基于PLC的开关量控制方式不仅适用于一台设备的单独控制，还可以控制自动流水线中的单个组或整套设备。[3]

（二）基于PLC的控制模拟量

在实际工业应用过程中，温度、湿度、压强、流速、液位等都是会发生联系变化的模拟量。基于PLC的自动化电气控制能够使相关模拟量应用数字量之间的A/D转换与D/A转换实施相关模拟量应用的记录和跟踪功能，解决可编程器在模拟量的实时监控和分析上的问题。[4]

（三）基于PLC的集中控制模块

集中控制方式能够通过一台PLC监控系统对数个设备的中央集中式计算机进行自动化控制，在PLC监控系统中各个设备之间的运行状态和监控、联系关系等都可以统一交给一台功能模块完备的PLC监控系统来具体配置和执行。[5]因此PLC集中控制方式的设计过程比其他控制方式更加方便简易，设计成本也较低。但是这种基于PLC的集中式控制中的一个对象的程序出现问题或发生故障时，都需要停止中央PLC系统的集中控制才能使信息中断传输，下达停止运行的指令，这样就使所有由中央PLC系统集中控制的所属元件都不能正常提供服务。

六、基于PLC的自动化电气控制中问题的建议

对于基于PLC的自动化电气控制表现出的弊端，提出两点建议：一是加强PLC自动化输入信号的稳定性，使基于PLC的控制系统中各个元件模块与相关的零件的耐用性能够得到保证，减少因为配件故障而导致的信息传输线路发生损坏和短路、断路故障，对于主界面的一部分功能模块，应当按照实际工作要求进行改进甚至重新选择；二是加强PLC自动化电气控制系统的内部预警能力，积极改进建设智能化预警故障技术。预警系统中应配备一定的信息显示系统及文字记录，在设备发生故障时保证中央控制能够对显示面板上的指示灯及时报警，并产生相应的安全隐患排除举措。

七、结束语

基于PLC的自动化电气控制的维护和改造比较简单方便，但是基于PLC的自动化电气控制还存在一些问题，在PLC控制系统的发展中还需要研究人员不断优化系统的工作能力。

参考文献：

[1]赵晓明.试论电气自动化设备可靠性测试的有效方法[J].中国石油和化工标准与质量，2011（10）：28-29.

[2]石慧利，袁美瓷，王春霞.浅谈电气自动化下二次设备状态调试、检修[J].信息系统工程，2011（10）：68-69.

[3]郑雷，李颖，邢继伟.PLC在火力电厂控制系统中的应用[J].黑龙江科技信息，2010（27）：48-49.

[4]舒云，夏金妹.PLC在高压空气压缩机站自动控制系统中的应用[J].机电设备，2012（05）：56-57.

[5]姚建飞，张米雅，王中顺.三相交流固态继电器在PLC实验中的应用[J].科技信息（学术研究），2011（27）：19-20.