機械電氣控制裝置中PLC技術的具體應用

通訊作者：童建海，1982年10月，男，漢族，現任四川大西洋焊接材料股份有限公司中級工程師，本科。研究方向：焊材自動化生產設備。

摘 要：隨著社會經濟的發(fā)展，我國出現了大量優(yōu)秀的科技人才，推動了中國科技進步的進程。近幾年，PLC作為眾多科技中不斷更新的前沿技術，被廣泛應用于電氣行業(yè)?；诖?，文章在介紹機械電氣控制裝置和PLC技術相關概念的基礎上，探討PCL技術應用于電氣行業(yè)的優(yōu)勢和現狀，最后對該技術在機械電氣控制裝置中的應用進行研究，以期為相關從業(yè)人員提供參考。

關鍵詞：機械電氣;控制裝置;PLC技術

一、引言

自20世紀90年代起，自動化技術與時代新興技術結合，而電氣自動化和計算機網絡技術的融合則形成了PLC技術。PLC技術又稱可編程邏輯控制器，是一種專門應用于工業(yè)數字電子操作運算的應用系統(tǒng)，采用一種可編程的存儲器在內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入、輸出控制各種類型的機械設備或生產過程，是目前電氣智能化的核心技術。PLC技術的面向對象通常是工業(yè)現場，結合了通信、計算機和自動控制等多重技術，且是一種微機型、非編程程序員可用的快捷器件，即其不需要專業(yè)的編程編排人員，而是采用一種十分簡便的指令形式，這種指令形式以繼電器的梯形圖為基礎，利用梯形圖語言來表達，可以十分直觀地反映數據的分布，PLC技術的這項優(yōu)點可以在很大程度上照顧現階段機械電氣操作人員的技能習慣，能較快速地被應用于相關領域的各個模塊之中[1]。

二、機械電氣控制裝置的概念和內涵

機械電氣控制裝置主要是指由某些電氣組件組合而成，實現安全控制對象和運行的自動化生產系統(tǒng)。其主要功能模塊由采集模塊（如傳感器等）、控制模塊（如單片機等）和動作模塊（如指示燈等）三個部分組成，目的是實現設備制造和使用的自動控制。機械電氣控制裝置在設計時，通常要滿足工藝線路的簡潔性要求和設備工作的安全性要求，常見的控制線路回路有供電、信號、保護、自動與手動、制動和閉鎖，整體裝置線路設計的思路遵循“擬定任務書→確定拖動方案和控制方式→選擇裝置容量和結構→設計電氣控制原理圖、設計主參數→選擇元件→編寫設計計算說明書”，最終可以實現自動控制、保護、監(jiān)視和測量等現實功能。

三、PLC技術的應用優(yōu)勢

（一）實現機電一體化

PCL設備具有重量輕、質量優(yōu)、使用安裝便捷的特點，能夠有效結合計算機系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)為一體，并且編程十分簡潔，能夠以梯形圖、邏輯表或是語句表等，簡單明了的形式加以體現，進一步推動了機電一體化的發(fā)展。

（二）能夠在各種類型的電氣系統(tǒng)中應用

PCL技術不僅能夠控制機械的生產，還能夠對數據進行處理和預算，并且能夠在各種電氣系統(tǒng)中進行應用，進一步提升機械的生產，除此之外，通過對PLC技術與先進技術的結合，能夠對電氣控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，以此來使PLC能夠具備更加廣泛的應用范圍[2]。

（三）較強的抗干擾能力

以往在對機械電氣進行控制的過程中，所采用的裝置極易受到外界的干擾，PCL技術具有較強的抗干擾能力，由于PCL系統(tǒng)中對集成電路的充分應用，并且對相關模塊的隔離，有效提升了其抗干擾能力[3]。

（四）實現自我檢測

一旦有任何問題出現于對機械電氣的控制過程中，PLC系統(tǒng)就會對自我進行檢測，并且自動發(fā)出警報，以此來使工作人員能夠第一時間對存在于PLC中的故障，以及故障的機理予以查明，使其能夠獲得更好地維修和防護工作。

四、PLC技術在機械電氣控制裝置中的具體應用

（一）PLC系統(tǒng)總體設計的合理控制

采用PLC技術進行機械電氣控制裝置設計應用中，為滿足機械電氣控制的需求，對其控制裝置進行設計初期，就需要針對PLC控制系統(tǒng)的控制功能擴展性進行設計和分析，從而對機械電氣控制的需求以及電氣設備的高效生產和運行進行保障。一般情況下，在進行機械電氣控制裝置的PLC控制系統(tǒng)設計時，需要先了解被控制對象的具體控制要求，結合機械電氣控制設計圖紙，對其現場情況進行全面勘察和分析，同時加強和機械電氣控制的作業(yè)技術人員進行有效溝通和交流，以實現最為合理的電氣工程控制系統(tǒng)方案設計，并針對電氣控制過程中可能出現的各種問題和情況，進行相應的防護措施制定，從而對PLC控制的機械電氣控制裝置安全與高效運行進行支持[4]。此外，對機械電氣控制裝置的PLC控制系統(tǒng)設計及其控制方案確定，還需要從實用性方面，對其控制運行的穩(wěn)定性與可靠性進行分析與設計應用。采用PLC技術進行機械電氣控制裝置的控制系統(tǒng)設計與總體控制方案確定中，需要針對其PLC控制的開關量邏輯控制以及數字量與模擬量控制進行合理設計和應用。

（二）PLC技術在集成控制系統(tǒng)中的應用

目前，通?？梢园褭C械電氣控制裝置分為以下三類。

1.集中式控制系統(tǒng)。

2.PLC中央系統(tǒng)。

3.其他類型的機械電氣設備。

一般情況下，技術人員要想完成控制操作，不僅要全面而細致地分析機械電氣控制的相關要求，還要將其與PLC中央系統(tǒng)進行有效地連接。然而，雖然集成控制系統(tǒng)具有結構簡單、生產流程便捷等特點，但也存在明顯的結構形式方面的缺陷。例如，集成控制系統(tǒng)中所有的機械電氣設備是連接在一起的，所以一旦其中一個機械電氣設備出現運行故障，整個集成控制系統(tǒng)就無法保持正常運行狀態(tài)。只有對中央控制機進行徹底的關閉，才能夠展開相應的檢查與維修作業(yè)。

（三）PLC技術在分散控制系統(tǒng)中的應用

在分散控制系統(tǒng)中，很多控制系統(tǒng)都是分散在不同部位的，而PLC技術的應用就可以不受其影響，對控制系統(tǒng)進行集中式控制。首先，PLC技術應當與多項先進技術進行融合，例如，計算機技術等;其次，需要將分散在各處的機械電子設備連接成一個整體，確保信息可以在這些機械電子設備之間有效地傳輸;最后，分散控制系統(tǒng)的運行，可以在同一時間集中式地控制多臺設備，并對相應生產流程中的信息進行有效的管控。

（四）PLC技術在故障排查中的應用

PLC技術在故障排查中的應用，主要體現在以下兩方面。

首先，PLC技術可以實時檢查機械電氣控制裝置的運行狀態(tài)，并自動生成相關數據信息，并向管理人員發(fā)送。而管理人員接收到這一數據信息之后，就可以準確地把握機械電氣控制裝置的運行狀態(tài)。與此同時，如果某一電氣設備出現運行故障，PLC技術還可以通過發(fā)送報警信號的方式提示管理人員，使其采取相應的檢查與維修措施。

其次，PLC技術可以將與機械電子設備運行狀態(tài)有關的信息向管理人員反饋。這樣一來，管理人員就可以在短時間內鎖定設備的故障位置，完成相應的維修工作。由此可見，在故障排查中，PLC技術的應用，不僅縮短了設備故障的檢修時間，還可以加快管理人員對于電氣設備故障問題的檢修效率。

（五）PLC技術在電氣安全監(jiān)測控制裝置中中的應用

機械電氣控制裝置中，對PLC技術的設計和應用，不僅能夠對其電氣設備的運行FCS控制系統(tǒng)進行遠程自動化控制，同時還能夠對PLC控制系統(tǒng)監(jiān)測收集的數據信息向總監(jiān)控室進行及時與準確地傳輸實現，從而在總監(jiān)控室的數據分析與電氣設備運行檢測基礎上，根據其監(jiān)測的電氣設備運行狀態(tài)，進行合理地調節(jié)與控制，并將控制畫面在監(jiān)控系統(tǒng)的顯示屏幕進行顯示，從而更好地對機械電氣設備的實際運行狀態(tài)進行觀察和分析，以確保其在機械工業(yè)生產中的良好運行，避免電氣設備的運行故障及問題發(fā)生，提高機械電氣設備的生產運行作業(yè)效率，推動我國工業(yè)化生產與發(fā)展速度不斷加快。其中，在機械電氣控制裝置中的電氣安全監(jiān)測控制裝置中，采用PLC技術對其控制系統(tǒng)進行合理設計，能夠對其電氣設備運行安全進行全天候、全過程的監(jiān)測和控制實現，并且在電氣設備運行中一旦出現任何事故或問題時，都能夠根據其控制系統(tǒng)的防護計劃，采取相應的防護措施進行有效控制與處理，從而避免電氣設備運行的安全問題對機械生產及其作業(yè)安全產生不利影響，同時實現機械電氣設備運行與控制作業(yè)人員的安全保障，具有十分積極的作用和意義。

五、結語

PLC是一種應用了電子技術的系統(tǒng)裝置，有效結合了自動化系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)，其模塊設計中包含了CPU、存儲器等原件。能夠實現內部的運算，對信息進行存儲，并且能夠控制器械的生產。PLC技術的應用能夠帶來較高的價值，在機械和電氣控制裝置中對其的應用，能夠從整體上對傳統(tǒng)電氣控制裝置存在的自動化水平不足的情況，進行有效地改善，并且能夠通過對自身的檢查發(fā)出警報，使機械和電氣控制裝置能夠更加安全。采用這種技術，能夠極大地影響機械和電氣控制領域的生產，使行業(yè)經濟效益能夠得到有效地提升。

參考文獻：

[1]劉生.PLC技術在機械電氣控制中的應用分析[J].內燃機與配件， 2020（24）：220-221.

[2]顧鳴峰.機械電氣控制裝置中PLC技術的應用[J].南方農機， 2020，51（24）：149-150.

[3]吳杰.機械電氣控制裝置中PLC技術的具體應用[J].內燃機與配件， 2020（19）：225-226.

[4]胡文.PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用探討[J].當代化工研究， 2020（22）：160-161.