基于PLC 技术的电气仪表自动化控制

魏伊明

青岛华世杰环保科技有限公司 山东青岛 266000

一般电气自动化仪表以及自动化技术的应用主要是为了解决三个问题：第一，对信息进行收集；第二，对信息进行处理；第三，对信息进行应用。通过信息的应用，电气自动化仪表以及自动化控制技术可以为企业的运行提供实时维护与诊断的基本信息，并对生产中的工作信息进行实时的采集与处理，保障每一个生产环节实现顺利衔接，这对于企业生产效率和经济效益的提升都十分有利[1]。本文提出了基于PLC 技术的电气仪表自动化控制，该技术相比传统的继电器控制系统，可大幅减少系统故障点，提高工作效率与可靠性，并能与电气仪表相结合，实现数据的显示、存储和报警记录，进一步增强自动化控制系统的安全和实用性。

1 实现电气仪表自动化PLC 控制

实现电气仪表自动化PLC 控制可通过硬件设计和软件设计两部分来完成。硬件设计首先进行PLC 硬件配置，选择合理的控制器、输入输出模块、功能模块及人机界面，完成硬件组态。其次仪表选型，常用的一次仪表设备有：压力变送器、流量计、热电偶、热电阻、电位器、液位计、温度计、编码器等，这些一次仪表设备要接入PLC 系统，必须能够发出PLC 能够接受的信号，如4-20mA、脉冲信号等。软件设计在一定程度上决定了控制系统的智能化程度和先进性，在前面硬件设计的基础上，进行系统的PLC 设计和上位机监控画面设计。如采用西门子开发的高集成度工程组态软件TIAPortal 为开发平台，编写PLC 程序，程序块中包含模拟量处理子程序、监控报警程序、通讯程序及逻辑保护程序等，实现传感器模拟量输入转换数据处理。采用工控机作为后台进行数据监视、记录归档和打印输出，通过对触摸屏完成状态显示、参数设置和故障报警等功能。因此PLC 技术充分考虑了系统、控制器、人机界面和软件的无缝结合和高效协调的需求，集成以太网接口、强大的集成工艺功能和灵活的扩展性等特点，为各种工艺任务提供了简单的通信和有效的解决方案，满足各种类型自动化系统的需求。PLC技术还通过人机对话的方式实现电气自动化仪表的远程控制调节。整个电气仪表设备相关模拟参数运行图表会通过与电气仪表互联的计算机分析并显示出来，从而技术人员可以有效判断电气设备运行状态。计算机在处理控制器产生的连续数据时，只接收一个设定域的各种数值变化数据模拟量，当某一模拟量超出限位值时系统就会进行拉响警报。在电气自动化通信的设计上，技术人员将采集而来的相应数据存储与存储器中并发送至计算机系统，利用TCP 地址解析协议，可以保证信息发送的精确性。此过程使用了已有的网络功能，减少了资源的浪费。至此，PLC 技术应用完成[2]。

2 自动化控制技术

2.1 基本概念

在近些年之中，自动化技术的应用率越来越高，由此能够看出我国技术发展不断加速，社会经济也有了较大提升。单从原理层面来看，主要能够分成两类，分别是全自动控制以及半自动控制。如果工作人员采用了全自动技术，基本上只需要提前对于生产进度进行设置，并完成程序设定即可，其余所有操作都直接能够交给机器。而半自动技术则需要人力对设备、机械以及仪器进行操作，亦或者需要分配一定量的工作人员，共同投入到生产工作之中。从实际情况来看，此类技术基本上在农业、工业、制造业以及矿山之中均有着较高的利用率。一方面使得工作效果有所提升，另一方面还能提升项目水平。

2.2 发展趋势

其一是机电一体化，主要基于设备、电子以及信息资料，将其综合在一起。此类系统的操作难度大幅度下滑，工作人员无需浪费过多时间投入到一些无用的事务之中，以此将失误产生的概率降至最低，因此控制精度、速度控制以及自适应控制的效果都令人非常满意。其二是推广的速度不断加快，在有限的时间之中，能够得到非常广泛的应用，在多个不同的领域之中得到了有效渗透。其三是多元化特点，单从未来发展的趋势来说，单一类型的产品将会被市场所完全淘汰，而许多有着较强综合性的产品将会占领整个市场，受到广大人群的青睐。其四是控制智能化，对于现有的自动化控制系统来说，基本上都以PLC 为主。随着PLC 的快速发展，PLC 技术可以更方便的扩展和集成多种功能，现在其功能已接近于电脑，因此，未来自动化控制系统采用PLC 为控制中心，会使控制更加数字化、智能化。

3 电气自动化仪表的自动化控制功能

3.1 全方位的智能化监控

基于PLC 技术的电气仪表自动化控制，可实现多参数智能化监控系统，传感器将采集到的环境参数传送到PLC，经过PLC 处理后传送到上位机，该监控系统能够完成对温度、压力、流量、液位等数据的实时在线监测、显示和存储[3]。

3.2 仪器的自动化控制

在实际的工业生产中，通常会应用到一些具有庞大体积的电压开关和电流开关设备。通过这些设备，可以实现对系统分闸或合闸的控制。如果这些开关设备出现了问题，将会对工业生产造成极大的不利影响。所以，将电气自动化控制系统应用到这些开关设备的控制中，就可以实现对仪器的自动化控制。

3.3 测量功能的分析

电气自动化仪表的一个基本功能就是表明设备运行的状态，如果信号发生改变，则说明设备的运行已经出现了不良状况，此时，维修人员就可以及时对设备进行维修。同时，在应用的过程中，技术人员也可以根据电气自动化仪表的检测数据对各个线路的参数进行判断，让自动化控制技术的前期准备工作得以顺利实现。

4 结语

基于PLC 技术的电气仪表自动化控制方法，可以有效的解决传统电气仪表自动化控制方法存在的不足，提高自动化控制的安全性。此技术使得电气仪表自动化控制系统更加完善，故障诊断更充分，可靠性更高，可以有效促进电气仪表自动化控制的发展。