基于PLC的自动化电气控制措施分析

杨荣军

随着现代工业的快速发展，电气控制的自动化需求越来越大，行业中比较关注的是自动化电气控制措施，积极采取PLC的应用，可有效保障电气控制的精准度。基于PLC的自动化电气控制措施，具有较高的控制能力，发挥PLC的优势，体现了电气自动化控制的可靠性，进而满足现代行业的发展需求。

一、基于PLC的自动化电气控制措施

自动化电气控制措施的核心支撑是PLC，PLC在控制措施中，提供了可编程的方式，实现了自动化的控制。结合PLC的应用，分析自动化电气的控制措施，如下：

1、数据控制。自动化电气中的数据控制措施，是一项根本的控制方式，比较常见的有：统计控制、数学控制等，由于数据控制对处理速度的要求较高，所以采用PLC辅助，PLC编程后，能够规划自动化电气中的数据，同时进行相关的分析，促使PLC按照自动化电气系统的要求进行数据控制，完成自动化的电气指令。

2、分散控制。PLC在分散控制中的应用，是指在分散系统内，单独设置PLC，在自动化电气流水线中较为常用。例如：生产流水线中，每个生产环节都设置了PLC控制，流水生产中的PLC，只在控制区域起作用，分散控制措施的应用，体现了PLC的独立性，此类控制措施具有很高的保护效益，其中一项PLC出现问题后，剩余PLC还能继续完成自动化电气控制，运行控制的能力高，相对投资成本也上升。

3、集中控制。集中控制措施，与分散控制形成对比，主要以集中式的思想为主，将自动化电气控制中的设备，引入到统一的控制系统内，根据电气控制的相互关系，实现集中化的自动控制。自动化电气集中控制策略中，利用PLC构建监视系统，在同一环境下运行监控应用，可以根据自动化电气控制的实际需求，主动调节相关的控制因素。PLC在集中控制中的优势明显，能够按照自动化电气控制的实践情况，隔离有问题的单项因素，但是如果一处PLC出现问题，会影响整个系统的自动化。

4、模拟控制。自动化电气控制中，涉及到诸多变量，如：压力、流速等，各类变量处于动态的环境中，需根据电气运行的需求，自动调整变量状态。PLC可以模擬电气自动化中的变量，通过A/D、D/A的方式，实现模拟状态下的相互转换，提供稳定性的模拟控制，而且PLC还能记录模拟量的状态，提供实时性的控制方法，利用跟踪的方法，保障模拟控制的及时性。

5、开关量控制。开关量控制，表达了PLC在自动化控制控制中的基本应用，在电气自动化中引入PLC的逻辑概念，按照电气自动化的顺序，进行有目的的控制。基于PLC的开关量控制措施，不仅能够控制一台设备，还能渗透到机组设备中，提供系统化的控制应用。

6、运动控制。PLC在自动化电气中的运行控制措施，体现在对物体路径控制上，如：电梯、机床。例如：PLC在电梯运行控制中，根据电梯的运行需求，设计运行控制的路径，利用PLC进行相关配置，促使PLC符合电梯运行控制的要求，PLC按照运行操作的方式，向电梯的传感装置内发送运行指令，完成电梯的自动化控制。

二、PLC自动化电气控制中的结构和程序

结构和程序是PLC在电气自动化控制的两大主体，有助于提高PLC电气自动化的控制能力。

1、结构分析。电气自动化控制中的PLC结构，编写可用的控制程序，可以在PLC原有程序上进行适当的修正，PLC的编程设计，明确了电气自动化的控制行为。例如：电气自动化中的核心元件是马达，PLC内部的编程结构，需要结合马达的工作环境，完成动量编程，决定马达在电气自动化中的行为，包括运行时间、方式等，完全由PLC结构编程实现。

2、程序分析。自动化电气控制策略中，PLC程序较为固定，分析如下：（1）I/O程序，决定了PLC的通路与否，是由电气自动化提供的直流电完成的操作；（2）主机，执行PLC的逻辑判断，以电气自动化的状态为判断对象，实现准确性的评估与判断；（3）读写器，反映PLC的功能，以按键的方式表现出来，通过读写器进行对应的程序操作；（4）辅助设备，是指非主机操作，属于PLC的扩展功能，通过USB等类型的结构，接入电脑进行辅助功能的操作。

三、PLC自动化电气控制应用案例分析

以我公司自行研制的XXX型自动插簧片机的电气自动化控制为例，分析PLC的应用。该设备的动作过程复杂，精度要求非常高，因此需选用具有逻辑运算控制、输入输出刷新、中断、输入滤波时间调整、恒定扫描时间等功能，且内置高速计数器的PLC为控制核心。根据这样的设计要求，我们选用台达的DVP系列PLC来完成整个设备的动作控制，PLC主机选用DVP-12SA11T、扩展单元选用DVP-16SP11T和DVP-16SM11N，以简化设备的控制逻辑线路。配以触摸屏来达到友好的人机操作界面，显示相关信息。系统控制框图1如下：

图1

如图1所示，PLC为本设备的核心部件，系统的输入、输出量多，动作复杂，设备的所有动作的逻辑先后顺序均由其中的程序代码来控制。首先由自动振动上料系统将选好姿态的动簧、静簧及底座分别送到特定位置，检测元件将检测的到位信号送至PLC，PLC根据外部的信号执行相应的指令代码，来驱动对应的电磁阀，继而控制与电磁阀对应的气缸完成自动插簧片的动作。

结束语

PLC是自动化电气控制中不可缺少的一部分，电气自动化在PLC的作用下，实现了快速的自动化发展，一方面提高电气自动化的控制能力，另一方面优化PLC的应用环境，促使PLC成为电气自动化控制中的主流。近年来，随着企业自动化设备的全面投入，电气自动化中的PLC应用越来越广泛，以PLC为核心控制器件的电气自动化控制系统，无疑将大大增强企业在同行业中的竞争力，逐步促进企业发展走上快车道。

（作者单位：陕西群力电工有限责任公司设备动力部）