PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中的應(yīng)用淺析

摘要：隨著時代的進步和科學(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。本文將對PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中的應(yīng)用進行探討，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；機械電氣；控制裝置；應(yīng)用

前言

PLC技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、電氣控制等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍極廣，不僅能對機械生產(chǎn)和電氣設(shè)備運行中的故障進行控制，保證電氣控制系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行，還能在同等條件下降低控制器的維修成本，為相關(guān)企業(yè)或行業(yè)減少經(jīng)濟損失。由此看來，在現(xiàn)代機械電氣控制領(lǐng)域中，PLC技術(shù)是值得大量推廣和應(yīng)用的，對電氣控制系統(tǒng)的運行與發(fā)展有著重要意義。

1、PLC的概述及基本特點

1.1 PLC技術(shù)的概述

PLC，中文全稱可編程控制器，基本定義為，一種借助計算機技術(shù)、信息技術(shù)和自動化控制技術(shù)來實現(xiàn)編程與控制的裝置，具有較好的通用性。以PLC技術(shù)為依托生產(chǎn)出的PLC裝置內(nèi)部含有一個微處理器，該處理器能控制裝置的運行狀態(tài)，實現(xiàn)裝置的穩(wěn)定運行。有了這個微處理器，即使是對PLC裝置功用不了解的人，也能很好的對其加以應(yīng)用。目前，PLC裝置及其相關(guān)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了電氣控制領(lǐng)域中，切實提高了電氣機械的運行穩(wěn)定性和可靠性，使電氣裝置、電氣機械的運行故障得到了及時的處理和有效的控制。

1.2 PLC的基本特點

PLC技術(shù)下的PLC裝置具有三大基本特點，一是體積小且重量輕，二是實用性強，三是抗干擾能力強。下面對PLC裝置的三大特點做詳細(xì)介紹。

（1）裝置體積小，重量輕。PLC裝置的體積很小，國內(nèi)電氣行業(yè)現(xiàn)存的最小PLC裝置底部尺寸遠遠小于100mm，裝置總重量不超過150g。由于PLC裝置具有體積小、重量輕的特點，所以安裝難度并不大，也不耗費安裝工作量，且該裝置應(yīng)用到電氣控制中以后，還能切實推動機電一體化的實現(xiàn)。

（2）裝置的實用性較強。PLC裝置的實用性很強，能在不同規(guī)模、不同形式的電氣控制裝置中得到應(yīng)用，且在應(yīng)用時，該裝置除了能實現(xiàn)基本的邏輯編程以外，還具有一定的運算能力，能對數(shù)據(jù)進行運算。近幾年來，隨著人們對PLC技術(shù)研究力度的加大，PLC控制器的實際功能已經(jīng)得到了很大程度上提升，當(dāng)前的PLC裝置不僅能實現(xiàn)邏輯處理和數(shù)據(jù)運算，還能實現(xiàn)溫度控制和位置控制。

（3）裝置的干擾能力強。PLC裝置具有很強的抗干擾能力，原因在于PLC裝置的內(nèi)部控制系統(tǒng)應(yīng)用了集成電路，該電路的生產(chǎn)工藝比較先進，所以電路的抗干擾能力也很強。與一般性的控制器相比，PLC控制器控制系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性要高得多。另外，PLC控制器還具有維修簡單，造價成本低等特點，應(yīng)用于電氣控制行業(yè)中能為該行業(yè)節(jié)省下大量的控制器維修成本。

2、PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中應(yīng)用的設(shè)計思路

2.1原理圖設(shè)計

原理圖設(shè)計是機械電氣控制裝置的第一項工程，要保證機械電氣控制裝置的質(zhì)量、功能等，需要做好第一步原理圖的設(shè)計。主要是對機械電氣控制設(shè)備的控制線路、其他電路、信號等方面進行分析，并且，要保證熟練的掌握每個設(shè)計環(huán)節(jié)有著較好的辨認(rèn)和解讀的能力。對原理圖的設(shè)計第一要分清機械電氣控制裝置中的各個電氣設(shè)備，并在設(shè)計原理圖上詳細(xì)的標(biāo)注出來，第二，要分清機械電氣控制裝置中對哪些分電路以及主線路的控制，第三，要分清機械電氣控制裝置中哪些電氣具有保護的功能，第四，要根據(jù)之前的分析與實際情況聯(lián)系起來，對各個設(shè)計環(huán)節(jié)進行逐一的檢查，確保沒有任何紕漏，進而一個完整的機械電氣控制裝置的原理圖就已形成。在原理圖設(shè)計環(huán)節(jié)需要注意的是，一定要與實際情況相連，不能以經(jīng)驗進行推斷，因為大多數(shù)的機械電氣控制裝置工作的環(huán)節(jié)都不同，如果忽略了這一點，就會造成機械電氣控制裝置出現(xiàn)問題。

2.2將PLC技術(shù)應(yīng)用到機械電氣控制裝置的設(shè)計中

PLC技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計中是一個關(guān)鍵的過程，因為PLC分為很多種型號，而每種型號的性能也各有區(qū)別，在應(yīng)用到機械電氣控制裝置的設(shè)計中也會起到不同的控制管理作用，而機械電氣控制裝置的應(yīng)用也極為廣泛，在很多行業(yè)都有應(yīng)用，也就是說機械電氣控制裝置的應(yīng)用環(huán)境也各有不同，因此，在將PLC技術(shù)應(yīng)用到機械電氣控制裝置的設(shè)計中，要根據(jù)實際情況選擇合理的PLC的型號。根據(jù)機械電氣控制裝置的應(yīng)用環(huán)境合理的選擇PLC型號，可以更有效的發(fā)揮出PLC技術(shù)的控制和管理的功能，也進一步提高機械電氣控制裝置的運行效率。

2.3 PLC技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計中的重要組成，機械電氣控制裝置的整體銜接性就要靠通信網(wǎng)絡(luò)來完成，才能實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制和管理的功能。PLC技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計主要包括通信網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)等兩部分組成。在設(shè)計的過程中對主從總線以及各級子網(wǎng)配置也各不相同，主從總線的通信方式要以1：N的形式進行配置，而各級子網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)可以采用3-4級，通過合理的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計來實現(xiàn)機械電氣控制裝置的人機界面的監(jiān)控程序和通信程序，完成對整體系統(tǒng)的控制和管理的設(shè)計。

2.4接地設(shè)計

接地設(shè)計是PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中最后的一個設(shè)計環(huán)節(jié)，雖然是最后的環(huán)節(jié)，但是對整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性也有著一定的影響，因此在接地設(shè)計中要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范要求來執(zhí)行設(shè)計的規(guī)范。在接地設(shè)計的實踐中，會有很多設(shè)計人員經(jīng)常忽略這個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，接地設(shè)計太隨意，不僅起不到接地的作用，還會對機械電氣控制裝置的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響。首先，要保證機械電氣控制裝置的接地設(shè)計需按照國家的技術(shù)政策來執(zhí)行，并以設(shè)備安全、人員安全、經(jīng)濟合理以及供電的可靠性為基本原則；其次，機械電氣控制裝置的接地設(shè)計要根據(jù)工程的規(guī)模、工程特點、地質(zhì)特點以及發(fā)展規(guī)劃進行合理的設(shè)計；第三，機械電氣控制裝置的接地設(shè)計應(yīng)遵從節(jié)約能源的方向考慮，節(jié)約用銅、有色金屬等。從多方面考慮，設(shè)計科學(xué)、合理、規(guī)范、安全的接地設(shè)計，以此來保證PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中的應(yīng)用效果。

2.5 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計選擇

該系統(tǒng)的設(shè)計尤為重要，此處以煤炭分裝器為例，分裝器的構(gòu)成部分包括電氣控制系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)以及攔包機、導(dǎo)料擺板等，其設(shè)計原理為，利用安裝在分料帶上的光電感應(yīng)器對煤炭進入分裝箱的具體狀況進行辨認(rèn)，PLC系統(tǒng)負(fù)責(zé)煤炭進入分裝箱距離的時間計算工作，最終借助相關(guān)軟件完成操作臺上的開關(guān)控制。此外，該系統(tǒng)還能夠設(shè)置分裝重量，一旦發(fā)生擁堵現(xiàn)象，能夠自動斷電，形成自我保護。實際選擇時，一般會采用日本OMRON小型 PLC控制器，在設(shè)置I/0點數(shù)時，可設(shè)為輸出16，輸入24，共40點。

3、PLC技術(shù)的發(fā)展趨勢

在當(dāng)今的機械電氣控制裝置中，PLC技術(shù)應(yīng)用極為廣泛，尤其是FCS，控制系統(tǒng)的出臺，更是將更多的功能帶到機械電氣控制行業(yè)，打破了傳統(tǒng)的DCS，控制系統(tǒng)的專用通信網(wǎng)絡(luò)的限制，實現(xiàn)了全局化的通信網(wǎng)絡(luò)控制，而且，F(xiàn)CS，控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)分布上也比DCS，控制系統(tǒng)廣泛，是以行星全分布式的整體結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)對現(xiàn)場的控制和管理的功能。也就是說，PLC技術(shù)在逐漸走向分散化、開放化以及數(shù)字化的控制管理特征。在未來的發(fā)展中，PLC技術(shù)不僅是一個基層的控制系統(tǒng)，同時還是一種新型全分布式以及開放式的控制系統(tǒng)，而且，PLC技術(shù)也朝著智能控制、傳感、數(shù)字通訊以及計算機等技術(shù)的綜合性發(fā)展，是機械電氣控制裝置中不可缺少的熱門技術(shù)。

結(jié)束語

隨著時代的進步和科學(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。不僅能對機械生產(chǎn)和電氣設(shè)備運行中的故障進行控制，保證電氣控制系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行，還能在同等條件下降低控制器的維修成本，為相關(guān)企業(yè)或行業(yè)減少經(jīng)濟損失。由此可見，PLC技術(shù)在今后的發(fā)展中，對電氣控制系統(tǒng)的運行與發(fā)展有著重要意義。

參考文獻：

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