淺談機(jī)械電氣控制裝置中PLC技術(shù)的應(yīng)用

聶伍兵　譚洯

摘 要：隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)化程度越來(lái)越高，在工業(yè)生產(chǎn)中，也開(kāi)始大力應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，這樣就逐漸產(chǎn)生了工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，在很大程度上提升了它的技術(shù)、產(chǎn)品以及應(yīng)用。本文簡(jiǎn)要分析了機(jī)械電氣控制裝置中PLC技術(shù)的應(yīng)用，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械；電氣控制；PLC技術(shù)

隨著時(shí)代的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)得到了較快的發(fā)展，一般可以劃分為三個(gè)層次的飛躍，前兩次主要是以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的模擬信號(hào)主導(dǎo)的電子裝置和自動(dòng)化儀表盤(pán)和以計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算為主的大型控制系統(tǒng)等，而現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展則是自動(dòng)化技術(shù)的第三次飛躍，這種控制系統(tǒng)有效集成了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、通信以及控制技術(shù)。

1 機(jī)械電氣控制概述

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，帶來(lái)了自動(dòng)化技術(shù)的第三次革新，它有效集成了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)以及控制技術(shù)。在不斷發(fā)展過(guò)程中，逐漸出現(xiàn)了可編程控制器，也就是我們所講的PLC技術(shù)。其中，PLC技術(shù)主要是在七十年代出現(xiàn)的，然后投入應(yīng)用到汽車(chē)工業(yè)，到了九十年代，在很大程度上提高了PLC技術(shù)的處理速度、運(yùn)算和控制功能。如今，在產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)和批量生產(chǎn)的過(guò)程中，已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用以PLC為基礎(chǔ)的PID回路，并且如今也開(kāi)始廣泛應(yīng)用基于PLC技術(shù)的DCS控制系統(tǒng)。在DCS技術(shù)的基礎(chǔ)上，逐漸發(fā)展起來(lái)了FCS控制系統(tǒng)，它將突破DCS的專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)限制，另外對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，這樣就可以在現(xiàn)場(chǎng)完全安排控制功能。

2 控制技術(shù)類(lèi)型

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，目前在產(chǎn)品的生產(chǎn)中應(yīng)用PLC技術(shù)，主要有兩種形式，分別是集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。具體來(lái)說(shuō)，包括這些方面的內(nèi)容：

一是集散型控制系統(tǒng)DCS：DCS控制系統(tǒng)主要是控制危險(xiǎn)性分散、管理以及顯示集中。它將計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)等給綜合了起來(lái)，通過(guò)一些特定網(wǎng)絡(luò)，有效連接生產(chǎn)部門(mén)，如現(xiàn)場(chǎng)控制站、監(jiān)測(cè)站等，以此來(lái)形成了綜合控制系統(tǒng)，促使分散控制集中操作管理目的得到有效實(shí)現(xiàn)。DCS系統(tǒng)主要可以分為三個(gè)組成部分，分別是控制部分、顯示部分以及通信總線，其中，通信總線可以有效連接控制部分和顯示部分，這樣控制系統(tǒng)就可以形成一個(gè)完整的整體。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，將危險(xiǎn)分散和信息集中的原則給落實(shí)了下去。現(xiàn)代DCS控制系統(tǒng)主要是高度集中信息，同時(shí)優(yōu)化用戶對(duì)生產(chǎn)全過(guò)程的管理調(diào)度。

二是現(xiàn)場(chǎng)總線型控制系統(tǒng)FCS：FCS控制系統(tǒng)主要是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)系統(tǒng)中的各種結(jié)構(gòu)，可以對(duì)雙向、多節(jié)點(diǎn)以及總線式的全數(shù)字通訊進(jìn)行支持。它包括幾個(gè)組成部分，如最底層的控制網(wǎng)、各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等。這樣一個(gè)完善的分布式控制體系結(jié)構(gòu)就形成了，如今已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)。

三是類(lèi)型確定：需要從多個(gè)角度來(lái)論證對(duì)比基于PLC技術(shù)為主導(dǎo)的控制系統(tǒng)，而最為基本的就是對(duì)比控制系統(tǒng)類(lèi)型。在DCS基礎(chǔ)上，逐漸發(fā)展起來(lái)了FCS，它代表了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展方向，雖然成熟度不如DCS高，但是卻有著其他的多種優(yōu)勢(shì)，如不需要較高的成本、有著較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以及分散的控制功能等，同時(shí)，互操作性也是其所具備的，那么DCS必將會(huì)被FCS所替代。

3 一種電氣控制裝置的設(shè)計(jì)

一是原理圖：因?yàn)橛兄T多不同存在于控制系統(tǒng)和規(guī)模等方面，那么在結(jié)構(gòu)原理圖方面也存在著較大的差異；在設(shè)計(jì)初期，就需要對(duì)其進(jìn)行辨認(rèn)和解讀工作。首先要對(duì)電路中的用電設(shè)備進(jìn)行清晰的認(rèn)識(shí)，如電動(dòng)機(jī)、電氣設(shè)備等。將主電路的控制電器和保護(hù)電器給認(rèn)清楚。還需要結(jié)合具體的需求來(lái)檢查電源。在原理圖中，需要將分析控制電路、分析主電路以及分析信號(hào)等作為研究的重點(diǎn)。并且在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要不斷的思考。

二是PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選擇：本文以某袋裝貨物分包器為例，分析了如何進(jìn)行基于PLC技術(shù)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，它主要包括攔包機(jī)、導(dǎo)料擺板、氣動(dòng)系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)等方面，主要功能是這樣的，將多組光電感應(yīng)器放置在分料皮帶上，對(duì)進(jìn)包情況進(jìn)行識(shí)別。并且PLC還可以用時(shí)間來(lái)?yè)Q算進(jìn)包距離。通過(guò)軟件，來(lái)促使操作臺(tái)上的開(kāi)關(guān)控制得以實(shí)現(xiàn)，還可以對(duì)一次進(jìn)包數(shù)目進(jìn)行設(shè)定；如果有擁堵現(xiàn)象出現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電，做好自我保護(hù)工作。因此，就可以控制I/0點(diǎn)數(shù)為40點(diǎn)，輸入輸出分別為24點(diǎn)和16點(diǎn)。

三是通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)：在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，PLC通信網(wǎng)絡(luò)也是非常重要的一個(gè)方面，它主要包括兩種，分別是通信網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)，對(duì)控制任務(wù)共同完成。在配置各級(jí)子網(wǎng)的過(guò)程中，可以將三級(jí)構(gòu)成或者四級(jí)構(gòu)成給應(yīng)用過(guò)來(lái)，將通用協(xié)議配置于高層子網(wǎng)中；將公司專(zhuān)用協(xié)議配置于底層或者中層子網(wǎng)中，并且將主從總線1比N的通信方式給應(yīng)用過(guò)來(lái)。在選取通信系統(tǒng)的過(guò)程中，主要是應(yīng)用PLCRS422總線上位連接系統(tǒng)，最后對(duì)通信程序設(shè)計(jì)以及人機(jī)界面監(jiān)控程序設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)定。

四是接地設(shè)計(jì)：通過(guò)接地設(shè)計(jì)，可以促使抗干擾力以及安全系數(shù)得到提高，但是電路和系統(tǒng)的任意接地，反而會(huì)對(duì)工作的穩(wěn)定性造成影響，因此，就需要結(jié)合具體工程情況，進(jìn)行科學(xué)的探討。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，因?yàn)楸究刂葡到y(tǒng)是集中分散式的，直接短接了控制電路板OA和OD，可以有效阻抗機(jī)體，同時(shí)機(jī)器也不會(huì)過(guò)大程度上受到振動(dòng)的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上文的敘述分析我們可以得知，隨著時(shí)代的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用；本文以某分包機(jī)控制系統(tǒng)為例，分析了PLC技術(shù)的應(yīng)用；實(shí)踐研究表明，有著較為良好的安全穩(wěn)定性能，在很大程度上提升了工作效率，促使人力資源和物力資源得到很大程度的節(jié)約。相關(guān)的設(shè)計(jì)人員需要不斷的努力，提升自身專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平，總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出更好的機(jī)械電氣控制裝置。

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