基于PLC技術(shù)的機(jī)電自動(dòng)化控制研究

張燦明

摘要：機(jī)電工程的應(yīng)用是工業(yè)發(fā)展中必不可少的一部分，隨著科技的發(fā)展，在機(jī)電工程中逐漸引入了新穎的技術(shù)。其中，PLC技術(shù)是一門(mén)綜合性的技術(shù)，并且PLC技術(shù)正朝著機(jī)電一體化、機(jī)械功能多元化、控制智能化的趨勢(shì)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC；機(jī)電控制；控制系統(tǒng)

1 PLC技術(shù)的應(yīng)用可行性和工作原理

1.1 PLC技術(shù)應(yīng)用的可行性

機(jī)電設(shè)備的控制主要有繼電器控制和PLC控制，繼電器控制經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的應(yīng)用中逐漸顯現(xiàn)出各種缺陷和不足，并逐步被PLC控制所取代。PLC技術(shù)是通過(guò)數(shù)字運(yùn)算進(jìn)行操作的電子信息處理系統(tǒng)，針對(duì)工業(yè)環(huán)境的實(shí)際運(yùn)作設(shè)計(jì)而成的，能有效的控制所有類型機(jī)械設(shè)備及生產(chǎn)過(guò)程的指令，應(yīng)用范圍非常廣泛。PLC技術(shù)操作簡(jiǎn)便，采用梯形圖形式，通過(guò)編制相關(guān)程序完善設(shè)備的邏輯控制程序，以此控制整個(gè)機(jī)電設(shè)備，有效提升控制成效，可實(shí)現(xiàn)控制的快捷性和維護(hù)的方便性；系統(tǒng)內(nèi)占用空間小，連接和拆裝均非常靈活，可使用于多種場(chǎng)合。

1.2 PLC技術(shù)應(yīng)用的工作原理

在機(jī)電控制體統(tǒng)中，PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制的基礎(chǔ)是數(shù)字式或模式的輸入采樣，在機(jī)電控制中發(fā)揮著工作效率的決定因素。通過(guò)掃描儀掃描輸入端子，并將輸入狀態(tài)鎖定只輸入鎖存器中，當(dāng)所有端子掃描完畢后將鎖存器中的信息進(jìn)行存儲(chǔ)。這些數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)教幚韱卧K中，同時(shí)分析整體性數(shù)據(jù)信息，這一環(huán)節(jié)中所有的數(shù)據(jù)信息都是獨(dú)立存在的，后面環(huán)節(jié)中的所有操作都不會(huì)對(duì)其有任何影響。數(shù)據(jù)輸入采樣結(jié)束后，PLC技術(shù)將會(huì)采用其特有的梯形圖程序模式進(jìn)行程序執(zhí)行，程序執(zhí)行的基本內(nèi)容是針對(duì)已經(jīng)掃描的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，掃描用戶進(jìn)行，而這一環(huán)節(jié)中需要設(shè)定計(jì)算的先后順序，并將計(jì)算結(jié)果保存至輸出狀態(tài)的寄存器中。采樣數(shù)據(jù)需要保證完整性，缺失的數(shù)據(jù)可能會(huì)造成系統(tǒng)控制的漏洞和缺陷。操作完成后，應(yīng)將輸出進(jìn)行刷新，將輸出變量傳輸至輸出鎖存器中，并通過(guò)輸出端子將結(jié)果輸出，以此達(dá)到自動(dòng)化設(shè)備的控制。

2 PLC技術(shù)在機(jī)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1機(jī)電一體化控制的應(yīng)用

PLC技術(shù)在機(jī)電一體化控制中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制和通信網(wǎng)絡(luò)控制三個(gè)方面。其中運(yùn)動(dòng)控制在實(shí)際運(yùn)行中，利用PLC技術(shù)進(jìn)行圓周和直線兩種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，該模塊的應(yīng)用使操作變得更加簡(jiǎn)便，提升了其精準(zhǔn)性；過(guò)程控制在實(shí)踐中，可作為重要指標(biāo)的模擬量控制，通過(guò)對(duì)歷史值、當(dāng)前值和相關(guān)模擬量為參考依據(jù)，對(duì)其相關(guān)量進(jìn)行輸出，確保正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)機(jī)電的有效控制；通信網(wǎng)絡(luò)控制中PLC均具備對(duì)應(yīng)的通信接口，從而實(shí)現(xiàn)正常的機(jī)電通信效果。

2.2機(jī)械結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在機(jī)械結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)中主要體現(xiàn)在：運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、分散控制和集中控制四個(gè)方面。其中運(yùn)動(dòng)控制，PLC技術(shù)可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中需要使用的設(shè)備在確保精準(zhǔn)運(yùn)行的基礎(chǔ)上進(jìn)行控制，或者輸入既定程序并以此為運(yùn)行的唯一參數(shù)，達(dá)到設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制，維持正常的系統(tǒng)運(yùn)行；數(shù)據(jù)處理中，PLC技術(shù)可在內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)執(zhí)行和處理，并根據(jù)結(jié)果對(duì)下一步工作進(jìn)行分析，并保存數(shù)據(jù)；分散控制中，PLC技術(shù)能在解決設(shè)備控制問(wèn)題的基礎(chǔ)上，大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，并使得針對(duì)每個(gè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制和信息互相交流與傳遞；集中控制中，PLC技術(shù)可對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，并對(duì)多個(gè)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，判斷調(diào)解呈適應(yīng)于當(dāng)前的運(yùn)行環(huán)境，以保證設(shè)備的穩(wěn)定工作，其控制效果強(qiáng)，成本費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單效率高。

2.3電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電器自動(dòng)化控制基礎(chǔ)成為了工業(yè)生產(chǎn)的主流技術(shù)，在對(duì)其技術(shù)的提升中，PLC技術(shù)更好的展現(xiàn)了自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制。隨著PLC技術(shù)的不斷完善，也將逐漸符合多類型電器設(shè)備的配置要求。PLC應(yīng)用于電氣自動(dòng)化的未來(lái)發(fā)展將是實(shí)現(xiàn)大型電氣自動(dòng)化智能控制體統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)。當(dāng)前，PLC應(yīng)用于電氣自動(dòng)化主要體現(xiàn)在：交通控制領(lǐng)域、數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域和空調(diào)控制領(lǐng)域。其中，交通系統(tǒng)方面，控制信號(hào)燈，可實(shí)現(xiàn)控制整個(gè)交通系統(tǒng)的運(yùn)用，提升交通系統(tǒng)的工作效率，解決交通擁堵的難題；

在數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域中，PLC技術(shù)的可編程控制器彌補(bǔ)了其他控制方式的缺陷，得到了廣泛的關(guān)注和認(rèn)可；在空調(diào)控制領(lǐng)域，尤其是中央空調(diào)的控制方面，PLC技術(shù)具有良好的抗干擾性和可靠性，使得操作方便，維護(hù)簡(jiǎn)便。隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)幾乎可以應(yīng)用到所有的電氣自動(dòng)化設(shè)備控制中，不但實(shí)際操作功能強(qiáng)大，其發(fā)揮的效果也具有高能效性。

2.4 PLC技術(shù)在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

由于PLC控制系統(tǒng)編程簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行可靠、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為電梯系統(tǒng)中使用最廣泛的控制方式。PLC技術(shù)化的主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為：第一是故障率低。繼電器容易氧化，動(dòng)作壽命短，與此同時(shí)PLC技術(shù)本身幾乎沒(méi)有任何故障，外圍電路只要安置少量必須的繼電器和接觸器。第二是功能性強(qiáng)。繼電器的邏輯在復(fù)雜的電路中不容易實(shí)現(xiàn)，使用PLC技術(shù)則可以解決這一問(wèn)題，此外PLC技術(shù)還有具備停電記憶的功能，可保持?jǐn)嚯娗暗臓顟B(tài)。第三是易于安裝并且便于維護(hù)。PLC安裝非常簡(jiǎn)單并且功能有效，將繼電器系統(tǒng)換到PLC系統(tǒng)時(shí)，可以將PLC的模塊結(jié)構(gòu)安裝在繼電器旁邊，并把連線連向已有接線端。在維修時(shí)僅需更換模板級(jí)插入式部件，故障檢測(cè)電路把診斷指示器放在每一部件里就可以觀察檢測(cè)指示器是否工作。

2.5 PLC技術(shù)在機(jī)床電氣上的控制應(yīng)用

加工機(jī)床在電氣和液壓的時(shí)間銜接控制方面容易發(fā)生故障，而且故障較難排除。但是如果適當(dāng)?shù)貙LC技術(shù)運(yùn)用在機(jī)床電氣控制中，可以代替過(guò)去那些以接觸器。將PLC技術(shù)運(yùn)用在機(jī)床電氣控制中，對(duì)其時(shí)間精準(zhǔn)度進(jìn)行一定的改造，使其可以實(shí)時(shí)的顯示每個(gè)主體設(shè)備的情況變化，從而實(shí)現(xiàn)組成控制、故障報(bào)警畫(huà)面、監(jiān)管相互結(jié)合的一體化，提高電氣設(shè)備的效率。運(yùn)用PLC技術(shù)可以充分發(fā)揮PLC高抗干擾、高可靠性、維修少、壽命長(zhǎng)、查外部線路方便的優(yōu)點(diǎn)，再配合變頻器改善一下，更有利于節(jié)能，提高效率。

參考文獻(xiàn)：

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