楊榮軍

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，電氣控制的自動(dòng)化需求越來越大，行業(yè)中比較關(guān)注的是自動(dòng)化電氣控制措施，積極采取PLC的應(yīng)用，可有效保障電氣控制的精準(zhǔn)度。基于PLC的自動(dòng)化電氣控制措施，具有較高的控制能力，發(fā)揮PLC的優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)了電氣自動(dòng)化控制的可靠性，進(jìn)而滿足現(xiàn)代行業(yè)的發(fā)展需求。

一、基于PLC的自動(dòng)化電氣控制措施

自動(dòng)化電氣控制措施的核心支撐是PLC，PLC在控制措施中，提供了可編程的方式，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的控制。結(jié)合PLC的應(yīng)用，分析自動(dòng)化電氣的控制措施，如下：

1、數(shù)據(jù)控制。自動(dòng)化電氣中的數(shù)據(jù)控制措施，是一項(xiàng)根本的控制方式，比較常見的有：統(tǒng)計(jì)控制、數(shù)學(xué)控制等，由于數(shù)據(jù)控制對(duì)處理速度的要求較高，所以采用PLC輔助，PLC編程后，能夠規(guī)劃自動(dòng)化電氣中的數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行相關(guān)的分析，促使PLC按照自動(dòng)化電氣系統(tǒng)的要求進(jìn)行數(shù)據(jù)控制，完成自動(dòng)化的電氣指令。

2、分散控制。PLC在分散控制中的應(yīng)用，是指在分散系統(tǒng)內(nèi)，單獨(dú)設(shè)置PLC，在自動(dòng)化電氣流水線中較為常用。例如：生產(chǎn)流水線中，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都設(shè)置了PLC控制，流水生產(chǎn)中的PLC，只在控制區(qū)域起作用，分散控制措施的應(yīng)用，體現(xiàn)了PLC的獨(dú)立性，此類控制措施具有很高的保護(hù)效益，其中一項(xiàng)PLC出現(xiàn)問題后，剩余PLC還能繼續(xù)完成自動(dòng)化電氣控制，運(yùn)行控制的能力高，相對(duì)投資成本也上升。

3、集中控制。集中控制措施，與分散控制形成對(duì)比，主要以集中式的思想為主，將自動(dòng)化電氣控制中的設(shè)備，引入到統(tǒng)一的控制系統(tǒng)內(nèi)，根據(jù)電氣控制的相互關(guān)系，實(shí)現(xiàn)集中化的自動(dòng)控制。自動(dòng)化電氣集中控制策略中，利用PLC構(gòu)建監(jiān)視系統(tǒng)，在同一環(huán)境下運(yùn)行監(jiān)控應(yīng)用，可以根據(jù)自動(dòng)化電氣控制的實(shí)際需求，主動(dòng)調(diào)節(jié)相關(guān)的控制因素。PLC在集中控制中的優(yōu)勢(shì)明顯，能夠按照自動(dòng)化電氣控制的實(shí)踐情況，隔離有問題的單項(xiàng)因素，但是如果一處PLC出現(xiàn)問題，會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化。

4、模擬控制。自動(dòng)化電氣控制中，涉及到諸多變量，如：壓力、流速等，各類變量處于動(dòng)態(tài)的環(huán)境中，需根據(jù)電氣運(yùn)行的需求，自動(dòng)調(diào)整變量狀態(tài)。PLC可以模擬電氣自動(dòng)化中的變量，通過A/D、D/A的方式，實(shí)現(xiàn)模擬狀態(tài)下的相互轉(zhuǎn)換，提供穩(wěn)定性的模擬控制，而且PLC還能記錄模擬量的狀態(tài)，提供實(shí)時(shí)性的控制方法，利用跟蹤的方法，保障模擬控制的及時(shí)性。

5、開關(guān)量控制。開關(guān)量控制，表達(dá)了PLC在自動(dòng)化控制控制中的基本應(yīng)用，在電氣自動(dòng)化中引入PLC的邏輯概念，按照電氣自動(dòng)化的順序，進(jìn)行有目的的控制。基于PLC的開關(guān)量控制措施，不僅能夠控制一臺(tái)設(shè)備，還能滲透到機(jī)組設(shè)備中，提供系統(tǒng)化的控制應(yīng)用。

6、運(yùn)動(dòng)控制。PLC在自動(dòng)化電氣中的運(yùn)行控制措施，體現(xiàn)在對(duì)物體路徑控制上，如：電梯、機(jī)床。例如：PLC在電梯運(yùn)行控制中，根據(jù)電梯的運(yùn)行需求，設(shè)計(jì)運(yùn)行控制的路徑，利用PLC進(jìn)行相關(guān)配置，促使PLC符合電梯運(yùn)行控制的要求，PLC按照運(yùn)行操作的方式，向電梯的傳感裝置內(nèi)發(fā)送運(yùn)行指令，完成電梯的自動(dòng)化控制。

二、PLC自動(dòng)化電氣控制中的結(jié)構(gòu)和程序

結(jié)構(gòu)和程序是PLC在電氣自動(dòng)化控制的兩大主體，有助于提高PLC電氣自動(dòng)化的控制能力。

1、結(jié)構(gòu)分析。電氣自動(dòng)化控制中的PLC結(jié)構(gòu)，編寫可用的控制程序，可以在PLC原有程序上進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，PLC的編程設(shè)計(jì)，明確了電氣自動(dòng)化的控制行為。例如：電氣自動(dòng)化中的核心元件是馬達(dá)，PLC內(nèi)部的編程結(jié)構(gòu)，需要結(jié)合馬達(dá)的工作環(huán)境，完成動(dòng)量編程，決定馬達(dá)在電氣自動(dòng)化中的行為，包括運(yùn)行時(shí)間、方式等，完全由PLC結(jié)構(gòu)編程實(shí)現(xiàn)。

2、程序分析。自動(dòng)化電氣控制策略中，PLC程序較為固定，分析如下：（1）I/O程序，決定了PLC的通路與否，是由電氣自動(dòng)化提供的直流電完成的操作；（2）主機(jī)，執(zhí)行PLC的邏輯判斷，以電氣自動(dòng)化的狀態(tài)為判斷對(duì)象，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確性的評(píng)估與判斷；（3）讀寫器，反映PLC的功能，以按鍵的方式表現(xiàn)出來，通過讀寫器進(jìn)行對(duì)應(yīng)的程序操作；（4）輔助設(shè)備，是指非主機(jī)操作，屬于PLC的擴(kuò)展功能，通過USB等類型的結(jié)構(gòu)，接入電腦進(jìn)行輔助功能的操作。

三、PLC自動(dòng)化電氣控制應(yīng)用案例分析

以我公司自行研制的XXX型自動(dòng)插簧片機(jī)的電氣自動(dòng)化控制為例，分析PLC的應(yīng)用。該設(shè)備的動(dòng)作過程復(fù)雜，精度要求非常高，因此需選用具有邏輯運(yùn)算控制、輸入輸出刷新、中斷、輸入濾波時(shí)間調(diào)整、恒定掃描時(shí)間等功能，且內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器的PLC為控制核心。根據(jù)這樣的設(shè)計(jì)要求，我們選用臺(tái)達(dá)的DVP系列PLC來完成整個(gè)設(shè)備的動(dòng)作控制，PLC主機(jī)選用DVP-12SA11T、擴(kuò)展單元選用DVP-16SP11T和DVP-16SM11N，以簡化設(shè)備的控制邏輯線路。配以觸摸屏來達(dá)到友好的人機(jī)操作界面，顯示相關(guān)信息。系統(tǒng)控制框圖1如下：

圖1

如圖1所示，PLC為本設(shè)備的核心部件，系統(tǒng)的輸入、輸出量多，動(dòng)作復(fù)雜，設(shè)備的所有動(dòng)作的邏輯先后順序均由其中的程序代碼來控制。首先由自動(dòng)振動(dòng)上料系統(tǒng)將選好姿態(tài)的動(dòng)簧、靜簧及底座分別送到特定位置，檢測(cè)元件將檢測(cè)的到位信號(hào)送至PLC，PLC根據(jù)外部的信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的指令代碼，來驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的電磁閥，繼而控制與電磁閥對(duì)應(yīng)的氣缸完成自動(dòng)插簧片的動(dòng)作。

結(jié)束語

PLC是自動(dòng)化電氣控制中不可缺少的一部分，電氣自動(dòng)化在PLC的作用下，實(shí)現(xiàn)了快速的自動(dòng)化發(fā)展，一方面提高電氣自動(dòng)化的控制能力，另一方面優(yōu)化PLC的應(yīng)用環(huán)境，促使PLC成為電氣自動(dòng)化控制中的主流。近年來，隨著企業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的全面投入，電氣自動(dòng)化中的PLC應(yīng)用越來越廣泛，以PLC為核心控制器件的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，無疑將大大增強(qiáng)企業(yè)在同行業(yè)中的競爭力，逐步促進(jìn)企業(yè)發(fā)展走上快車道。

（作者單位：陜西群力電工有限責(zé)任公司設(shè)備動(dòng)力部）