PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用分析

摘 要 隨著科學技術不斷發(fā)展，機電一體化技術迅猛發(fā)展，目前已經(jīng)在很多領域中發(fā)揮重要作用。PLC技術作為自動化領域的佼佼者，使其真正意義上應用到實際中，并充分的發(fā)揮作用，才是研制此項技術的意義。為此，文章就PLC技術如何有效、合理地應用于機械電氣控制裝置中展開分析和探討。

關鍵詞 PLC技術；機械電氣控制裝置；設計；應用

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0128-02

1 PLC技術

PLC是一種建立在計算機技術和自動技術基礎上的電子裝置，采用具有可編程序功能的存儲器，能夠進行內部各種運算，并借助模擬式或數(shù)字式的輸入輸出接口，對各種機械產生過程進行控制。它是計算機技術與自動技術有效結合的體現(xiàn)，在當下這個信息時代中具有良好的應用性，能夠更大程度的優(yōu)化機械電氣裝置，提升機械電氣控制裝置應用水平。PLC技術是由CPU、存儲器、外設編程器、輸入出接口構成的，這使得此項技術具有多種優(yōu)點，具體表現(xiàn)如下。

1）促進機電一體化的實現(xiàn)。PLC是通過計算機技術與自動技術有效結合后形成的一種電子裝置，其質量好且輕，不會消耗較大的功率，安裝與使用都非常的簡單，在電氣控制系統(tǒng)中應用能夠對其進行合理而有效的優(yōu)化和完善，促使電氣控制系統(tǒng)向機電一體化的方向邁進。

2）適用于各種不同類型的電氣控制系統(tǒng)。PLC技術具有處理數(shù)據(jù)、預算數(shù)據(jù)等功能，能夠合理的應用不同電氣控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，達到優(yōu)化機械生產的目的。另外，PLC還能夠有效的結合各種先進的科學技術對電氣控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，從而滿足機械工程發(fā)展的某些需要，以此來提高PLC的應用范圍。

3）抗干擾能力強。以往所用應用的機械電氣控制裝置抗干擾性能較差，容易受到干擾而降低其應用效果，無法有效發(fā)揮裝置的作用，相應的機械生產受到影響。但PLC技術的出現(xiàn)有效的彌補這一問題，因為它有效的利用大量集成電路技術，抵抗各種干擾，促使機械電氣控制裝置的性能提升，有效的進行機械生產，推動機械工程進步。

4）自我檢測。PLC具有良好的自我檢測功能，一旦其發(fā)生故障將會進行自我檢測，并自動報警，促使工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)PLC存在的故障，了解故障的原因，為更加準確的、合理的進行PLC維修創(chuàng)造條件。

總體來說，PLC是科學技術創(chuàng)新和發(fā)展的表現(xiàn)，其主要應用于機械工程中，作用于機械電氣控制裝置中，應用其多種優(yōu)點對機械電氣控制裝置進行創(chuàng)新和優(yōu)化，提高應用性，有效的應用于機械生產中，為促進機械工程更好的發(fā)展做出貢獻。

2 PLC技術在機械電氣控制裝置中的類型

PLC技術在機械電氣控制裝置中應用是非常有必要的，它彌補了以往機械電氣裝置存在的不足，使機械電氣控制裝置的應用水平有很大程度的提高。目前，應用于機械電氣裝置中的PLC技術主要一兩種類型存在，即FCS系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)。

1）FCS系統(tǒng)。FCS系統(tǒng)的全稱是現(xiàn)場總線型控制系統(tǒng)，其是PLC技術在機械電器裝置中具體應用的形式之一，主要的作用是促使機械電器裝置實現(xiàn)智能化和自動化。通過PLC技術構建的FCS系統(tǒng)就是一種通信網(wǎng)絡，具有良好的應用性。因為，它是一種網(wǎng)絡點多、雙向的、總線式的一全新型的數(shù)字通信，可以為機械電器裝置提供良好的網(wǎng)絡環(huán)境，促使裝置具有良好的網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸和應用，從而優(yōu)化機械生產?？傮w來說，F(xiàn)CS系統(tǒng)在機械專電氣裝置中主要是為其提供良好的網(wǎng)絡服務，促使裝置的功能在網(wǎng)絡支持下更加智能，并自動完成某些項目，進而提升裝置的應用效果。

2）DCS系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)集散型控制系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)是PLC技術在機械電氣控制裝置中應用的另一種形式。它在裝置中的作用主要是對機械電氣控制裝置進行分散式的控制，集中式的管理，最大限度的分離裝置中危險的部分，進而有效的監(jiān)督與控制裝置。簡單來說，DCS系統(tǒng)的作用是保證機械電氣控制裝置安全、穩(wěn)定、高效的應用。由PLC技術構成的DCS系統(tǒng)有效的利用計算機，促使DCS系統(tǒng)能夠準確的接受監(jiān)測站、現(xiàn)場控制站等場所的信息，通過信息的收集、處理、整合等，使控制裝置達到最佳狀態(tài)，一旦裝置出現(xiàn)故障，將會在第一時間內獲知，并對其故障部分進行有效的分散，重新調整裝置，避免故障部分影響到整個裝置的正常運行。當然，要想DCS系統(tǒng)能夠在機械電氣控制裝置中充分的發(fā)揮其作用，需要保證組成此系統(tǒng)的通信總線、顯示單元、控制單元等組成部分完好，組合成完整的、有效的DCS系統(tǒng)，保證DCS系統(tǒng)的功能能夠正常的應用，為優(yōu)化機械電氣控制裝置創(chuàng)造良好的條件。

3 PLC技術應用于機械電氣控制裝置的設計

為了保證PLC技術能夠有效的應用于機械電氣控制裝置，需要進行一項必不可少的工作，即設計。只有設計出最適合的、最佳的PLC技術在機械電氣控制裝置應用方案，再按照這設計方案進行PLC技術的應用，才能夠促使基于PLC技術的機械電氣控制裝置在機械生產中發(fā)揮重要的作用，為創(chuàng)造高質量的機械作出貢獻。

1）確定PLC技術的應用類型。確定PLC技術類型是進行基于PLC技術的機械電氣控制裝置設計的首要工作。此項工作是開展整個設計環(huán)節(jié)的基礎，確定PLC技術的應用類型是非常必要的。為了保證所選擇的類型適用于機械電器裝置中，需要結合機械電氣控制裝置的整體情況以及應用需要合理的進行選擇。但就FCS系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)兩者來說，F(xiàn)CS系統(tǒng)的更為適合，其功能多、應用簡單、按照方便、靈活性強、造價低、能夠根據(jù)需要進行調整，是未來發(fā)展的一個趨勢。PLC技術應用類型的確定是一項非常謹慎的工作，需要全面的、深入的、詳細的、綜合的考慮和分析后，做出最正確的選擇。

2）原理圖的分析。構建基于PLC技術的機械電氣控制裝置原理圖是將整個設計思想實現(xiàn)在圖紙上，通過圖紙清晰明了的將整個設計展示出來，可以對設計進行分析和考慮，確定其是否存在與實際情況不符的部分，進而對整個設計進行調整。由于基于PLC技術的機械電氣控制裝置需要注意的關鍵點是主電路、控制電路、保護環(huán)節(jié)、信號等，在分析原理圖時注意加強這幾方面的分析，最大限度的提高整個原理圖的應用價值，促使其能夠為PLC技術應用于機械電氣控制裝置中做鋪墊。endprint

3）PLC控制系統(tǒng)的設計選擇。PLC控制系統(tǒng)的設計選擇是整個設計環(huán)節(jié)的重點，保證這一部分設計的合理、有效、完整、規(guī)范至關重要。PLC控制系統(tǒng)的設計比較復雜，容易出現(xiàn)問題或遺漏某個細節(jié)，而影響整個設計效果，需要重新設計。為了能夠在有效的時間內設計出最佳的PLC控制系統(tǒng)，需要慎重的進行設計。筆者為了能夠有效的說明PLC控制系統(tǒng)的設計，在此以煤炭分裝器來形象的表述。煤炭分裝器是由電氣控制系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、攔包機、導料擺板等組成的，其工作原理是應用光電感應辨認煤炭裝箱的具體情況，應用PLC系統(tǒng)來計算煤炭裝箱所需時間，并控制整個煤炭裝箱過程，保證煤炭裝箱在計劃的時間內完成。在進行煤炭分裝器PLC控制系統(tǒng)設計時從PLC控制系統(tǒng)在分裝器中的作用出發(fā)，合理的分析PLC控制系統(tǒng)在分裝器中發(fā)揮的功能，按照PLC控制系統(tǒng)各個功能應用步驟，進行PLC控制系統(tǒng)每個功能的設計，進而有效的將各個部分的設計組合在一起過程，構成完整的PLC控制系統(tǒng)。

4）通信網(wǎng)絡的設計。通信網(wǎng)絡設計是促使基于PLC技術的機械電器裝置實現(xiàn)智能化和自動化的關鍵。此部分的設計主要結合當前通信網(wǎng)絡的整體環(huán)境以及裝置對網(wǎng)絡的需求，從而進行通信網(wǎng)絡的設計，設計出以PLC總線為基礎的高層子網(wǎng)配置、中層子網(wǎng)配置以及其他支持通信網(wǎng)絡的子網(wǎng)配置。

4 PLC技術在機械電氣控制裝置的應用

對于PLC技術在機械電氣控制裝置的應用本文通過PLC技術在空氣壓縮機和選煤控制系統(tǒng)中的具體來說明PLC技術的應用效果。

1）PLC技術在空氣壓縮機中的應用。以往應用于煤炭生產中的空氣壓縮機主要是通過單片機和工控機來發(fā)揮機器的作用，但其應用效果不佳，常表現(xiàn)為監(jiān)測不準確、容易受到干擾等情況，促使其對煤炭的生產效率有很大的影響。另外，傳統(tǒng)的空氣壓縮機在多很多方面都無法達到《煤礦安全生產剛要》的相關要求，不符我國法律的要求，容易出現(xiàn)安全事故?；赑LC技術的空氣壓縮機是通過為微機控制技術和自動控制技術來根據(jù)煤炭生產作業(yè)的實際情況對空氣壓縮機進行調整，進行實現(xiàn)安全的、穩(wěn)定的、高效的、規(guī)范的運行。微機控制技術能夠通過收集溫度壓力變送器、斷水裝置等設備的信息，經(jīng)過CPU處理，進而有效的分析煤礦生產作業(yè)的整體情況，發(fā)出指令，自動控制系統(tǒng)接收到指令后自動調整空氣壓縮機，使其按照需要進行有效的運用。

2）PLC技術在選煤控制系統(tǒng)中的應用。由于不同煤礦企業(yè)所應用的選煤控制系統(tǒng)不同。筆者就某煤礦企業(yè)所應用的SIMATICTI545模塊作為內核的選煤控制系統(tǒng)為例來分析將PLC技術應用到此系統(tǒng)后，系統(tǒng)應用效果是否會提高。應用模塊作為內核的選煤控制系統(tǒng)是由離心脫水系統(tǒng)、存儲裝運系統(tǒng)、原煤重介選矸系統(tǒng)等構成的，可以進行煤炭篩選、原煤分類、存儲、水處理、離心脫水，過濾雜質等，從而準確的進行選煤。將PLC技術應用到如此龐大的選煤控制系統(tǒng)中，需要采用底層PLC控制結合上位機監(jiān)控的組合模式，合理而有效的設置在選煤控制系統(tǒng)。分別在集控系統(tǒng)的三個控制室中裝置PLC主機，并將原煤車間中的PLC主機設置為三臺主機中的中心，其他兩臺PLC主機都與其中心相連，并且兩個PLC主機之間不接觸，獨立運作。三臺PLC主機有效的收集集控系統(tǒng)的三個控制室中各個系統(tǒng)的信息，并最終都傳輸?shù)皆很囬g中的PLC主機中，通過CPU對所收集到的所有信息進行整合和處理，將整合后的信息傳輸?shù)礁鱾€PLC主機中，再通過主機對構成所有構成集控系統(tǒng)的子系統(tǒng)進行自動控制，從而實現(xiàn)智能化、自動化、科學化的進行選煤工作。

5 結束語

PLC是集計算機技術和自動技術為一體構建出的一種先進的技術，能夠靈活的應用于各種不同類型的電氣控制系統(tǒng)中，促使電氣控制系統(tǒng)智能化和自動化，大大提高應用效果。本文從PLC技術的介紹開始，通過分析PLC技術在機械電氣控制裝置中的類型、PLC技術應用于機械電氣控制裝置的設計，進而詳細的分析PLC技術在機械電氣控制裝置的應用，筆者希望通過這樣一個順序能夠對PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用有更為準確的了解。但筆者更加堅信隨著我國科學技術的蓬勃發(fā)展，PLC技術將會有很大程度的創(chuàng)新和優(yōu)化，在機械電氣控制裝置應用，將會大大提高機械電氣控制裝置的應用效果。

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作者簡介

王巖（1981-），男，漢族，遼寧遼陽人，工程師，本科，研究方向：電氣研究。endprint