基于PLC下機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用研究

王鴻超+張帥

摘 要：對(duì)于PLC 技術(shù)在機(jī)械電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，無(wú)論是設(shè)計(jì)上還是具體控制步驟上，它都是其中重要的組成部分，其實(shí)在其他的機(jī)械電氣控制系統(tǒng)中也是一樣，PLC 技術(shù)已經(jīng)是我們?cè)诳刂浦胁豢扇鄙俚囊环N技術(shù)性手段，而從發(fā)展前景來(lái)看，它必將在我們的控制領(lǐng)域越走越遠(yuǎn)，發(fā)展的越來(lái)越好。

關(guān)鍵字：PLC電氣控制系統(tǒng);控制器;自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了電氣控制技術(shù)與PLC技術(shù)的不斷進(jìn)步，而PLC在電氣控制系統(tǒng)系統(tǒng)中的應(yīng)用又為工業(yè)的發(fā)展提供了更廣闊的空間。而PLC自身所具備的超強(qiáng)適應(yīng)性以及強(qiáng)大的功能也讓其不斷滲透到更多領(lǐng)域。在制造成本較低并且工作效率較高的強(qiáng)大吸引力下，很多工業(yè)企業(yè)紛紛將PLC作為電氣控制系統(tǒng)的主要控制設(shè)備。目前，在我國(guó)工業(yè)的電氣控制系統(tǒng)中，PLC主要應(yīng)用在進(jìn)行開(kāi)關(guān)量邏輯控制、集中式控制系統(tǒng)、分散控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制以及在數(shù)據(jù)處理等方面。PLC技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械電氣控制裝置中，能夠省去原先復(fù)雜的邏輯程序.對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，有利于增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，可以節(jié)省大量人力物力，而且維護(hù)工作簡(jiǎn)單方便，在工程控制領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣，其發(fā)展空間很大，在今后還需進(jìn)一步完善。

1、PLC技術(shù)現(xiàn)狀及優(yōu)勢(shì)分析

90年代以后，自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了其第三次飛躍。前兩次技術(shù)飛躍的重點(diǎn)主要是模擬信號(hào)，以高速運(yùn)行的計(jì)算機(jī)為主。第三次飛躍則是以通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及控制技術(shù)三者為主導(dǎo)，PLC就是在自動(dòng)化技術(shù)的第三次技術(shù)飛躍過(guò)程中出現(xiàn)的。PLC剛一出現(xiàn)就被應(yīng)用到了汽車工業(yè)中，90年代以后，PLC經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，其運(yùn)算、處理速度以及控制功能都獲得了很大提升，并逐步朝著控制系統(tǒng)一體化的方向發(fā)展。以PLC為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)是一種將計(jì)算機(jī)、控制、智能傳感以及數(shù)字通訊等各種技術(shù)合為一體的綜合型技術(shù)，是一種全分布式以及開(kāi)放式的基層系。PLC是一種電子裝置，為方便使用，體積設(shè)計(jì)得都比較小，而且質(zhì)量很輕.功耗也相當(dāng)少，安裝難度低，有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。PLC技術(shù)在多種電氣控制系統(tǒng)中都有應(yīng)用，具備邏輯處理、數(shù)據(jù)運(yùn)算等諸多功能，在高科技的推動(dòng)下，其功能在不斷完善，應(yīng)用領(lǐng)域增多，實(shí)用性更強(qiáng)。PLC控制系統(tǒng)采用了大量的集成電路技術(shù)，不論是生產(chǎn)工藝，還是內(nèi)部電路，性能都比較優(yōu)越，具有良好的可靠性和極強(qiáng)的抗干擾能力。此外，在硬件發(fā)生故障時(shí)，它還能夠自動(dòng)檢測(cè)，同時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，而且維修工作簡(jiǎn)單方便，成本也很低。

2、PLC在機(jī)械電器控制裝置設(shè)計(jì)

原理圖的分析主要從電路分析、控制電路分析以及信號(hào)分析等幾個(gè)基礎(chǔ)的部分分析入手。特別是在出設(shè)計(jì)階段一定要對(duì)這些環(huán)節(jié)部分進(jìn)行仔細(xì)的解讀和辨認(rèn)。在原理圖的分析階段，第一要分清哪些是電動(dòng)機(jī)或者電氣設(shè)備，第二，要分清楚主電路中那些是控制電器，那些是保護(hù)電器，最后，還要根據(jù)實(shí)際的情況對(duì)電源進(jìn)行檢查。

2.1通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

PLC 通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)上主要分為兩大塊，一是通訊網(wǎng)絡(luò)，二是控制網(wǎng)絡(luò)，二者共同完成控制的任務(wù)。在具體設(shè)計(jì)中，具體按下面的方式進(jìn)行：底層或者中層子網(wǎng)絡(luò)配置上，可以采取公司的專用協(xié)議進(jìn)行相關(guān)配置;在高層子網(wǎng)的配置上，就要采用通用協(xié)議進(jìn)行配置;如果是各級(jí)子網(wǎng)的配置問(wèn)題上，可以采取3-4 級(jí)的構(gòu)成方式。

2.2接地設(shè)計(jì)

為了提高系統(tǒng)的安全系數(shù)和抗干擾能力，我們必須進(jìn)行接地設(shè)計(jì)。但是接地也不能是任意的，這樣反而會(huì)帶來(lái)工作上的不穩(wěn)定。所以接地設(shè)計(jì)必須要進(jìn)過(guò)嚴(yán)格的討論和思考然后再進(jìn)行。由于接地工作關(guān)系到整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題，所以也算是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程不可缺少的部分，所以作為結(jié)尾部分也是不能松懈的地方。

3、PLC在電氣控制裝置中的應(yīng)用

開(kāi)關(guān)量邏輯的控制是PLC最基本同時(shí)也應(yīng)用得最為廣泛的領(lǐng)域，PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器電路在開(kāi)關(guān)量邏輯控制技術(shù)中實(shí)現(xiàn)了順序與邏輯控制的同步控制。開(kāi)關(guān)量控制技術(shù)不僅可以用來(lái)控制單臺(tái)設(shè)備，同時(shí)也能夠用來(lái)控制組合機(jī)床以及生產(chǎn)線等。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，速度、溫度等都是極易產(chǎn)生的變量，他們的出現(xiàn)會(huì)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成一定程度的負(fù)面影響，而PLC的應(yīng)用可以解決這一問(wèn)題。

3.1集中式控制應(yīng)用

集中式控制系統(tǒng)的主要組成部分就是一臺(tái)具有超強(qiáng)功能的PLC中央系統(tǒng)以及其它設(shè)備，設(shè)備之間通過(guò)合適的運(yùn)行順序以及組合方式來(lái)形成處理程序。從集中式控制系統(tǒng)的構(gòu)成我們就可以知道該系統(tǒng)與單一控制系統(tǒng)相比制造成本更低，而運(yùn)行效率則更高。當(dāng)然，該系統(tǒng)也存在著自身的缺陷，比如當(dāng)需要改變控制系統(tǒng)中的某個(gè)控制對(duì)象時(shí)，需要首先停止整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)，會(huì)對(duì)生產(chǎn)造成比較大的影響。

3.2分散控制系統(tǒng)應(yīng)用

在分散控制系統(tǒng)中，PLC需要分開(kāi)處理所有控制對(duì)象，并且PLC之間可以通過(guò)信號(hào)的傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的連鎖反應(yīng)，進(jìn)而完成分散控制系統(tǒng)的控制任務(wù)。分散控制系統(tǒng)不同生產(chǎn)線之間通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行連接，因此其采用的是多臺(tái)機(jī)械生產(chǎn)線控制。由于控制對(duì)象都是有不同的PLC所控制的，因此假如其中的某一臺(tái)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)故障，不會(huì)影響到其它生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC在分散控制系統(tǒng)中的應(yīng)用正在努力將其與過(guò)程控制結(jié)合起來(lái)，進(jìn)而更高效地完成控制任務(wù)。

3.3運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用

在電氣控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)控制模式直接對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及傳感器進(jìn)行作用。而新型的電氣控制系統(tǒng)則是通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)模塊的控制來(lái)完成其控制任務(wù)。因此，PLC更多的是被應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)控制模塊中。PLC可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送、運(yùn)算以及轉(zhuǎn)換等多種數(shù)據(jù)處理功能，還可以采集、分析數(shù)據(jù)。將PLC應(yīng)用到電氣控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中就可以利用PLC的通信功能將數(shù)據(jù)信息傳遞到系統(tǒng)的智能裝置中。當(dāng)前，PLC主要應(yīng)用于過(guò)程控制等比較大型控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中。

4、結(jié)束語(yǔ)

PLC以計(jì)算機(jī)微處理器作為運(yùn)行平臺(tái)，通過(guò)對(duì)通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及自動(dòng)控制等相關(guān)技術(shù)的綜合運(yùn)用所形成的一種控制器，具有比較強(qiáng)的通用性。PLC內(nèi)部的微處理器非常復(fù)雜，但在運(yùn)用過(guò)程中，即便是對(duì)微處理器內(nèi)部構(gòu)造不是很了解的人也可以有效的將其應(yīng)用到實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由此可見(jiàn)PLC的超強(qiáng)適應(yīng)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]張延生，監(jiān)控計(jì)算機(jī)與PLC數(shù)據(jù)通信的研究與應(yīng)用[J].企業(yè)文化，2013

[2]董大濤，電氣控制與可編程控制器技術(shù)[J].科技與企業(yè)，2014