目前，我国科学技术的发展步调相对较快，这也使得工业机械的研究与生产逐渐取代了人工生产，形成较为成熟的机械自动化生产结构。一定程度上扩大了电气自动化设备的日常生产与应用，同时，也提升了整体的生产率。在这样的背景下，也有利于确保设备的应用效率以及质量实现高度统一，提升单位内部的总体处置量，使得企业的生产效益得到了明显的提升。因此，被社会各个领域所广泛应用。另外，大型仪器仪表自动化控制程序也需要灵活地执行。在实际应用的过程中，通常情况下，这部分的机械体积均较大，且在实际应用时极容易出现误差。所以，实现全方位的监测以及控制是十分必要的。这样一旦发生故障，便可以及时知晓，并有效地处理与维修，避免产生大规模的关联故障，造成大型的机械仪表设备的损害。
传统的自动化控制结构相对较为单一，面对如今复杂且烦琐的执行程序，应变的效果十分有限，并且传统的系统对于控制的程度以及监控范围也没有较好的规划。所以，在这样的发展背景下，需要依据实际情况的变化以及处理需求，设计更加灵活多变、层级分明的自动化控制系统。再加上PLC技术的辅助，可以实现更好的效果。PLC技术是一种应用较为广泛的控制输出处理技术，它的适应性相对较强，同时，在应用过程中的局限条件也较少，这也使得它在系统中的实施效果一度超越传统的应用系统，受到社会各个领域的普遍关注。因此，对基于PLC的大型仪器仪表自动化控制系统进行设计与研究，在较为真实的环境下，搭建系统结构，结合PLC技术创建更加贴合实际的执行指令，最大程度上提升系统的综合应用效率，提高自动化控制的实际质量水平。
1 系统硬件设计
1.1 自动化控制单元设计
系统的硬件单元是大型工业仪器仪表设备运行控制的基础和前提，依据控制设备实际的控制需求，设计不同数量的执行单元以及数据的采集单元，并且在应用电路的启动过程中，与PLC控制器以及对应的上位机、伺服电机相连接，由此构建控制自动化单元。采用自动化控制的传感与集成传感器串联，此时，电路的电压与电流均在额定的范围内，可以通过传感器进行采集与汇总，通过PLC控制器连接，并且各个控制单元均属于独立单元，但又存在一定的联系。每个控制单元均存在存储区域，通过数字输入或模拟输入来实现对电路以及电源的控制，开启PLC控制器单元，并在节点单元中选定一个核心单元，选取西门子S7-200系列与系统控制中心关联，进一步强化系统电路的自动化控制效果，设定24路输入的I/O点，同时，预设4个RS485控制接口，最终完成硬件自动化控制单元的设计。
1.2 工控电路设计
在进行系统硬件设计之前，需要先进行对应工控电路的设计。此次系统的硬件结构主要采用了工控计算设备、PLC关联装置以及配套的检测仪表构成的自动化的监测控制系统的电路。电路在执行的过程中，会通过硬件的传输信道，将各种变送器测得的信号通过屏蔽信号电缆传送至接口柜的接线端子板上，此时，电路处于闭合的状态。随后，在初始的总控电路中安装关联控制硬件，并添加控制micF的实测处理信号，结合PLC自动化控制器，再加上工控机对整体电路的处理与分离，使参加控制的转换器以及控制器接口的A/D转换为执行传感设备，并形成循环的控制硬件结构,具体如图1所示。
根据图1中的结构，最终完成对循环控制硬件结构的设计。此时，工控电路处于循环闭合状态，相对应的工控电路也要调整为4～20mA的标准形式，增强其抗干扰能力，最终完成对工控电路的设计。
2 系统软件设计
在完成硬件的相关设计后，接下来，需要进行软件的设计。在自动化控制系统中，需要依据实际的处理情况，进行PLC自动化控制子站的设计。PLC自动化控制子站实际上是一种控制指令，它主要是由不同的控制协议构建而成的，并且具有一定的执行程序目标。利用专业的数据处理设备进行数据的汇总和采集，并计算大型仪器仪表的PLC自动化控制的实际范围，具体如公式1所示。Y=γ-2h+4ℵ（1）式中，Y表示PLC自动化控制的实际范围，γ表示简控程序比值，h表示PLC范围系数，ℵ表示控制误差。通过上述计算，最终可以得出实际的PLC自动化控制的实际范围。将这个范围作为自动化控制数据库的执行初始标准，依据不同的功能模块创建整体的控制结构，同时，依据控制特征在PLC执行结构中创建功能体系，与数据库相关联，将得出的数据信息导入数据库中，形成新的关联控制数据库，最终完成软件的相关设计。
3 系统测试
本次主要是对基于PLC的大型仪器仪表自动化控制系统效果的验证，测试主要对不同情况下，系统的控制效果作出分析与研究。并于初始的控制系统基础上进行系统的升级与调整，接下来，进行系统测试的准备工作。3.1 测试准备本次测试选取A工厂的大型自动化仪器仪表作为本次测试的主要研究目标对象，并搭建相应的系统测试环境。在系统的电路中设计安装八轴的控制器，设立6个自动化控制关节点，并计算关节点的自动度，具体如式2所示。M=（2d+1）−β（2）式中，M表示关节点的自动度，d表示目标控制范围，β表示灵活控制误差。通过上述计算，最终可以得出实际的关节点的自动度。依据自动度调节系统的执行程序，并设定系统测试设备的指标参数，具体如下系统测2.5对象最大负载为3kg，额定功率为0.9kW，额定电压为220V，额定电流为1600A，执行总质量为37kg。完成上述设定和准备后，核查测试的设备以及系统是否处于稳定的运行状态，同时，确保不存在影响最终测试结果的外部因素，核查无误后，开始进行系统测试。
3.2 测试过程及结果分析
在上述所搭建的测试环境之中，进行具体的测试。创建PLC控制模型，将测试的设备划分为5组，获取测试数据信息，汇总整合后，添加控制系统之中，最终得出相应的系统测试结果，具体如表1所示。
根据表1中的数据信息，可以得出最终的结论：对比未应用PLC的大型仪器仪表自动化的控制系统，本文所设计的系统具有更强的灵活性，控制能力更加稳定，自动化控制误差也有所减小，效果明显，具有实际应用的价值。
4结语
根据上问内容所述，便是对基于PLC的大型仪器仪表自动化控制系统的研究和设计。其实，在PLC技术的辅助下，对比传统的控制系统，本文所设计的系统得到了极大的优化与完善，同时具有更好的灵活应用性，对于大型仪器仪表的控制程度也得到了极大的提升，面对不同的执行控制情况，可以灵活地应变，更好地避免了关联性故障以及损害的事故的发生，有利于系统执行控制能力的加强，帮助系统实现更新。
