PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用分析

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)迅猛發(fā)展，目前已經(jīng)在很多領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。PLC技術(shù)作為自動(dòng)化領(lǐng)域的佼佼者，使其真正意義上應(yīng)用到實(shí)際中，并充分的發(fā)揮作用，才是研制此項(xiàng)技術(shù)的意義。為此，文章就PLC技術(shù)如何有效、合理地應(yīng)用于機(jī)械電氣控制裝置中展開(kāi)分析和探討。

關(guān)鍵詞 PLC技術(shù)；機(jī)械電氣控制裝置；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）07-0128-02

1 PLC技術(shù)

PLC是一種建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)上的電子裝置，采用具有可編程序功能的存儲(chǔ)器，能夠進(jìn)行內(nèi)部各種運(yùn)算，并借助模擬式或數(shù)字式的輸入輸出接口，對(duì)各種機(jī)械產(chǎn)生過(guò)程進(jìn)行控制。它是計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)技術(shù)有效結(jié)合的體現(xiàn)，在當(dāng)下這個(gè)信息時(shí)代中具有良好的應(yīng)用性，能夠更大程度的優(yōu)化機(jī)械電氣裝置，提升機(jī)械電氣控制裝置應(yīng)用水平。PLC技術(shù)是由CPU、存儲(chǔ)器、外設(shè)編程器、輸入出接口構(gòu)成的，這使得此項(xiàng)技術(shù)具有多種優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)如下。

1）促進(jìn)機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。PLC是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)技術(shù)有效結(jié)合后形成的一種電子裝置，其質(zhì)量好且輕，不會(huì)消耗較大的功率，安裝與使用都非常的簡(jiǎn)單，在電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用能夠?qū)ζ溥M(jìn)行合理而有效的優(yōu)化和完善，促使電氣控制系統(tǒng)向機(jī)電一體化的方向邁進(jìn)。

2）適用于各種不同類(lèi)型的電氣控制系統(tǒng)。PLC技術(shù)具有處理數(shù)據(jù)、預(yù)算數(shù)據(jù)等功能，能夠合理的應(yīng)用不同電氣控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，達(dá)到優(yōu)化機(jī)械生產(chǎn)的目的。另外，PLC還能夠有效的結(jié)合各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對(duì)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，從而滿(mǎn)足機(jī)械工程發(fā)展的某些需要，以此來(lái)提高PLC的應(yīng)用范圍。

3）抗干擾能力強(qiáng)。以往所用應(yīng)用的機(jī)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(yīng)用效果，無(wú)法有效發(fā)揮裝置的作用，相應(yīng)的機(jī)械生產(chǎn)受到影響。但PLC技術(shù)的出現(xiàn)有效的彌補(bǔ)這一問(wèn)題，因?yàn)樗行У睦么罅考呻娐芳夹g(shù)，抵抗各種干擾，促使機(jī)械電氣控制裝置的性能提升，有效的進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)，推動(dòng)機(jī)械工程進(jìn)步。

4）自我檢測(cè)。PLC具有良好的自我檢測(cè)功能，一旦其發(fā)生故障將會(huì)進(jìn)行自我檢測(cè)，并自動(dòng)報(bào)警，促使工作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)PLC存在的故障，了解故障的原因，為更加準(zhǔn)確的、合理的進(jìn)行PLC維修創(chuàng)造條件。

總體來(lái)說(shuō)，PLC是科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展的表現(xiàn)，其主要應(yīng)用于機(jī)械工程中，作用于機(jī)械電氣控制裝置中，應(yīng)用其多種優(yōu)點(diǎn)對(duì)機(jī)械電氣控制裝置進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，提高應(yīng)用性，有效的應(yīng)用于機(jī)械生產(chǎn)中，為促進(jìn)機(jī)械工程更好的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

2 PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的類(lèi)型

PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用是非常有必要的，它彌補(bǔ)了以往機(jī)械電氣裝置存在的不足，使機(jī)械電氣控制裝置的應(yīng)用水平有很大程度的提高。目前，應(yīng)用于機(jī)械電氣裝置中的PLC技術(shù)主要一兩種類(lèi)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(chēng)是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)型控制系統(tǒng)，其是PLC技術(shù)在機(jī)械電器裝置中具體應(yīng)用的形式之一，主要的作用是促使機(jī)械電器裝置實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化。通過(guò)PLC技術(shù)構(gòu)建的FCS系統(tǒng)就是一種通信網(wǎng)絡(luò)，具有良好的應(yīng)用性。因?yàn)椋且环N網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)多、雙向的、總線(xiàn)式的一全新型的數(shù)字通信，可以為機(jī)械電器裝置提供良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，促使裝置具有良好的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和應(yīng)用，從而優(yōu)化機(jī)械生產(chǎn)?？傮w來(lái)說(shuō)，F(xiàn)CS系統(tǒng)在機(jī)械專(zhuān)電氣裝置中主要是為其提供良好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，促使裝置的功能在網(wǎng)絡(luò)支持下更加智能，并自動(dòng)完成某些項(xiàng)目，進(jìn)而提升裝置的應(yīng)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(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用的另一種形式。它在裝置中的作用主要是對(duì)機(jī)械電氣控制裝置進(jìn)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(xiǎn)的部分，進(jìn)而有效的監(jiān)督與控制裝置。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，DCS系統(tǒng)的作用是保證機(jī)械電氣控制裝置安全、穩(wěn)定、高效的應(yīng)用。由PLC技術(shù)構(gòu)成的DCS系統(tǒng)有效的利用計(jì)算機(jī)，促使DCS系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的接受監(jiān)測(cè)站、現(xiàn)場(chǎng)控制站等場(chǎng)所的信息，通過(guò)信息的收集、處理、整合等，使控制裝置達(dá)到最佳狀態(tài)，一旦裝置出現(xiàn)故障，將會(huì)在第一時(shí)間內(nèi)獲知，并對(duì)其故障部分進(jìn)行有效的分散，重新調(diào)整裝置，避免故障部分影響到整個(gè)裝置的正常運(yùn)行。當(dāng)然，要想DCS系統(tǒng)能夠在機(jī)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(xiàn)、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(yīng)用，為優(yōu)化機(jī)械電氣控制裝置創(chuàng)造良好的條件。

3 PLC技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械電氣控制裝置的設(shè)計(jì)

為了保證PLC技術(shù)能夠有效的應(yīng)用于機(jī)械電氣控制裝置，需要進(jìn)行一項(xiàng)必不可少的工作，即設(shè)計(jì)。只有設(shè)計(jì)出最適合的、最佳的PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置應(yīng)用方案，再按照這設(shè)計(jì)方案進(jìn)行PLC技術(shù)的應(yīng)用，才能夠促使基于PLC技術(shù)的機(jī)械電氣控制裝置在機(jī)械生產(chǎn)中發(fā)揮重要的作用，為創(chuàng)造高質(zhì)量的機(jī)械作出貢獻(xiàn)。

1）確定PLC技術(shù)的應(yīng)用類(lèi)型。確定PLC技術(shù)類(lèi)型是進(jìn)行基于PLC技術(shù)的機(jī)械電氣控制裝置設(shè)計(jì)的首要工作。此項(xiàng)工作是開(kāi)展整個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)，確定PLC技術(shù)的應(yīng)用類(lèi)型是非常必要的。為了保證所選擇的類(lèi)型適用于機(jī)械電器裝置中，需要結(jié)合機(jī)械電氣控制裝置的整體情況以及應(yīng)用需要合理的進(jìn)行選擇。但就FCS系統(tǒng)和DCS系統(tǒng)兩者來(lái)說(shuō)，F(xiàn)CS系統(tǒng)的更為適合，其功能多、應(yīng)用簡(jiǎn)單、按照方便、靈活性強(qiáng)、造價(jià)低、能夠根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。PLC技術(shù)應(yīng)用類(lèi)型的確定是一項(xiàng)非常謹(jǐn)慎的工作，需要全面的、深入的、詳細(xì)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(gòu)建基于PLC技術(shù)的機(jī)械電氣控制裝置原理圖是將整個(gè)設(shè)計(jì)思想實(shí)現(xiàn)在圖紙上，通過(guò)圖紙清晰明了的將整個(gè)設(shè)計(jì)展示出來(lái)，可以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和考慮，確定其是否存在與實(shí)際情況不符的部分，進(jìn)而對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。由于基于PLC技術(shù)的機(jī)械電氣控制裝置需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)是主電路、控制電路、保護(hù)環(huán)節(jié)、信號(hào)等，在分析原理圖時(shí)注意加強(qiáng)這幾方面的分析，最大限度的提高整個(gè)原理圖的應(yīng)用價(jià)值，促使其能夠?yàn)镻LC技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械電氣控制裝置中做鋪墊。endprint

3）PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選擇。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選擇是整個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重點(diǎn)，保證這一部分設(shè)計(jì)的合理、有效、完整、規(guī)范至關(guān)重要。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，容易出現(xiàn)問(wèn)題或遺漏某個(gè)細(xì)節(jié)，而影響整個(gè)設(shè)計(jì)效果，需要重新設(shè)計(jì)。為了能夠在有效的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)出最佳的PLC控制系統(tǒng)，需要慎重的進(jìn)行設(shè)計(jì)。筆者為了能夠有效的說(shuō)明PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在此以煤炭分裝器來(lái)形象的表述。煤炭分裝器是由電氣控制系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、攔包機(jī)、導(dǎo)料擺板等組成的，其工作原理是應(yīng)用光電感應(yīng)辨認(rèn)煤炭裝箱的具體情況，應(yīng)用PLC系統(tǒng)來(lái)計(jì)算煤炭裝箱所需時(shí)間，并控制整個(gè)煤炭裝箱過(guò)程，保證煤炭裝箱在計(jì)劃的時(shí)間內(nèi)完成。在進(jìn)行煤炭分裝器PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)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(gè)功能應(yīng)用步驟，進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)每個(gè)功能的設(shè)計(jì)，進(jìn)而有效的將各個(gè)部分的設(shè)計(jì)組合在一起過(guò)程，構(gòu)成完整的PLC控制系統(tǒng)。

4）通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)是促使基于PLC技術(shù)的機(jī)械電器裝置實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化的關(guān)鍵。此部分的設(shè)計(jì)主要結(jié)合當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)的整體環(huán)境以及裝置對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求，從而進(jìn)行通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出以PLC總線(xiàn)為基礎(chǔ)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(luò)的子網(wǎng)配置。

4 PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置的應(yīng)用

對(duì)于PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置的應(yīng)用本文通過(guò)PLC技術(shù)在空氣壓縮機(jī)和選煤控制系統(tǒng)中的具體來(lái)說(shuō)明PLC技術(shù)的應(yīng)用效果。

1）PLC技術(shù)在空氣壓縮機(jī)中的應(yīng)用。以往應(yīng)用于煤炭生產(chǎn)中的空氣壓縮機(jī)主要是通過(guò)單片機(jī)和工控機(jī)來(lái)發(fā)揮機(jī)器的作用，但其應(yīng)用效果不佳，常表現(xiàn)為監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)確、容易受到干擾等情況，促使其對(duì)煤炭的生產(chǎn)效率有很大的影響。另外，傳統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)在多很多方面都無(wú)法達(dá)到《煤礦安全生產(chǎn)剛要》的相關(guān)要求，不符我國(guó)法律的要求，容易出現(xiàn)安全事故?；赑LC技術(shù)的空氣壓縮機(jī)是通過(guò)為微機(jī)控制技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)根據(jù)煤炭生產(chǎn)作業(yè)的實(shí)際情況對(duì)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)安全的、穩(wěn)定的、高效的、規(guī)范的運(yùn)行。微機(jī)控制技術(shù)能夠通過(guò)收集溫度壓力變送器、斷水裝置等設(shè)備的信息，經(jīng)過(guò)CPU處理，進(jìn)而有效的分析煤礦生產(chǎn)作業(yè)的整體情況，發(fā)出指令，自動(dòng)控制系統(tǒng)接收到指令后自動(dòng)調(diào)整空氣壓縮機(jī)，使其按照需要進(jìn)行有效的運(yùn)用。

2）PLC技術(shù)在選煤控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。由于不同煤礦企業(yè)所應(yīng)用的選煤控制系統(tǒng)不同。筆者就某煤礦企業(yè)所應(yīng)用的SIMATICTI545模塊作為內(nèi)核的選煤控制系統(tǒng)為例來(lái)分析將PLC技術(shù)應(yīng)用到此系統(tǒng)后，系統(tǒng)應(yīng)用效果是否會(huì)提高。應(yīng)用模塊作為內(nèi)核的選煤控制系統(tǒng)是由離心脫水系統(tǒng)、存儲(chǔ)裝運(yùn)系統(tǒng)、原煤重介選矸系統(tǒng)等構(gòu)成的，可以進(jìn)行煤炭篩選、原煤分類(lèi)、存儲(chǔ)、水處理、離心脫水，過(guò)濾雜質(zhì)等，從而準(zhǔn)確的進(jìn)行選煤。將PLC技術(shù)應(yīng)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(jié)合上位機(jī)監(jiān)控的組合模式，合理而有效的設(shè)置在選煤控制系統(tǒng)。分別在集控系統(tǒng)的三個(gè)控制室中裝置PLC主機(jī)，并將原煤車(chē)間中的PLC主機(jī)設(shè)置為三臺(tái)主機(jī)中的中心，其他兩臺(tái)PLC主機(jī)都與其中心相連，并且兩個(gè)PLC主機(jī)之間不接觸，獨(dú)立運(yùn)作。三臺(tái)PLC主機(jī)有效的收集集控系統(tǒng)的三個(gè)控制室中各個(gè)系統(tǒng)的信息，并最終都傳輸?shù)皆很?chē)間中的PLC主機(jī)中，通過(guò)CPU對(duì)所收集到的所有信息進(jìn)行整合和處理，將整合后的信息傳輸?shù)礁鱾€(gè)PLC主機(jī)中，再通過(guò)主機(jī)對(duì)構(gòu)成所有構(gòu)成集控系統(tǒng)的子系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、科學(xué)化的進(jìn)行選煤工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

PLC是集計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)技術(shù)為一體構(gòu)建出的一種先進(jìn)的技術(shù)，能夠靈活的應(yīng)用于各種不同類(lèi)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(dòng)化，大大提高應(yīng)用效果。本文從PLC技術(shù)的介紹開(kāi)始，通過(guò)分析PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的類(lèi)型、PLC技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械電氣控制裝置的設(shè)計(jì)，進(jìn)而詳細(xì)的分析PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置的應(yīng)用，筆者希望通過(guò)這樣一個(gè)順序能夠?qū)LC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用有更為準(zhǔn)確的了解。但筆者更加堅(jiān)信隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，PLC技術(shù)將會(huì)有很大程度的創(chuàng)新和優(yōu)化，在機(jī)械電氣控制裝置應(yīng)用，將會(huì)大大提高機(jī)械電氣控制裝置的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

[1]柏承宇.PLC技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢(shì)[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2010（11）.

[2]鄒六省，王占儒，劉緒洪.變頻器對(duì)PLC干擾常見(jiàn)故障的分析與處理[A].水泥工業(yè)節(jié)電和變頻技術(shù)研討會(huì)論文集[C].2011.

[3]楊皋.關(guān)于工業(yè)電氣自動(dòng)化的綜合探討[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2011（08）.

[4]安留記，牛翠溪，劉俊濤.DCS集散控制技術(shù)在煤樓皮帶輸煤系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[A].煤礦自動(dòng)化與信息化—第20屆全國(guó)煤礦自動(dòng)化與信息化學(xué)術(shù)會(huì)議暨第2屆中國(guó)煤礦信息化與自動(dòng)化高層論壇論文集[C].2010.

[5]鄒國(guó)清.電氣與PLC控制技術(shù)在煤礦安裝的應(yīng)用[A].煤礦自動(dòng)化與信息化—第21屆全國(guó)煤礦自動(dòng)化與信息化學(xué)術(shù)會(huì)議暨第3屆中國(guó)煤礦信息化與自動(dòng)化高層論壇論文集（下冊(cè)）[C].2011.

[6]潘瑩玉.PLC技術(shù)及其發(fā)展[A].科技、工程與經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展—河南省第四屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C].2004.

[7]鄭冬仙.調(diào)度自動(dòng)化設(shè)備與機(jī)房環(huán)境監(jiān)控與報(bào)警[A].節(jié)能環(huán)保 和諧發(fā)展—2007中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集（一）[C].2007.

[8]余慧卿，徐紹芬.電氣控制與PLC技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005（S1）.

[9]石寶德，張士偉.PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用[J].湖南農(nóng)機(jī)，2011（11）.

作者簡(jiǎn)介

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