PLC技術(shù)在機械電氣控制中的應(yīng)用分析

劉生

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和發(fā)展，PLC技術(shù)在機械電氣控制中的應(yīng)用在不斷的深入發(fā)展，通過PLC技術(shù)有效的提升機械電氣的運行的安全性與精準性。因此，本文基于PLC技術(shù)在機械電氣控制中的應(yīng)用展開分析，以期能夠有效地為機械電氣控制應(yīng)用PLC技術(shù)做出更加有益的嘗試。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);機械電氣控制;應(yīng)用

中圖分類號：TP273.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）24-0220-02

0? 引言

在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)的過程中，采用人工控制各種機械電氣設(shè)備的生產(chǎn)方式，人工如果出現(xiàn)失誤，那么對于工業(yè)生產(chǎn)的進步是很大的阻礙，但是PLC技術(shù)的出現(xiàn)，可以有效的降低人工失誤率。提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，通過PLC技術(shù)，利用微電子把機械控制的精確度提升，有效地提升企業(yè)的生產(chǎn)效率。

1? PLC技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 方便的控制過程? PLC技術(shù)在使用中，可以通過電子技術(shù)對于原有的機械進行控制，利用電子傳感等裝置，對于機械的各種動作進行電子化的分析，可以減少人工分析的各種人為因素的影響，通過科學(xué)的分析，對于機械設(shè)備進行更加科學(xué)有效控制，減少各種失誤的出現(xiàn)幾率，提升機械運行的準確性與安全性。

1.2 提升反應(yīng)能力? 原有的機械如果出現(xiàn)故障以后，需要人工在機械的使用中通過自己的經(jīng)驗進行判斷，通過PLC技術(shù)就可以自動對于發(fā)生的機械錯誤報錯，機械也會自動停止工作，減少機械的錯誤給生產(chǎn)帶來的危害，同時通過機械自動報錯功能，盡快發(fā)現(xiàn)機械本身的問題，可以有效的避免更大的損失。

1.3 很好的兼容性? PLC技術(shù)具有很好的兼容性，在機械工業(yè)的發(fā)展中，把PLC技術(shù)應(yīng)用到很多的行業(yè)中去，給其他行業(yè)的發(fā)展帶來更加便利的體驗，提升其他行業(yè)的生產(chǎn)效率。為智能化生產(chǎn)做出有效的技術(shù)補充。

2? PLC技術(shù)在內(nèi)燃機上的應(yīng)用分析

2.1 收集內(nèi)燃機的各種重要的信號? 在內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)過程中，會出現(xiàn)各種重要的指標信號，這些信號有效的指出了內(nèi)燃機在運行過程中的現(xiàn)狀，同時在這些信號中，也會隱藏著一些內(nèi)燃機運行的潛在的危險，所以通過PLC技術(shù)把內(nèi)燃機運行的數(shù)據(jù)進行收集，在儀器上顯示，可以更好的為內(nèi)燃機的運行做好各種預(yù)防工作。

具體來說，在PLC技術(shù)對于內(nèi)燃機的數(shù)據(jù)收集主要包括以下幾個方面。比如柴油機轉(zhuǎn)速、機車速度以及油壓水溫等等指標。具體來說柴油機的運轉(zhuǎn)接頭由e2e-x2el開關(guān)以及多齒齒輪組成，而齒輪的另一端連接的是液力傳動箱。多齒齒輪的運轉(zhuǎn)情況下，接頭可以迅速有效的捕捉到齒輪運轉(zhuǎn)的情況。這種齒輪每轉(zhuǎn)動一次就會發(fā)出脈沖信號，信號被PLC的XO接收端加收，存儲到D0存儲器中，每1000毫秒就會進行一次記錄，通過運算公式得到內(nèi)燃機車柴油機運行的轉(zhuǎn)速，當(dāng)內(nèi)燃機車的轉(zhuǎn)速在500轉(zhuǎn)每分鐘以上時，是柴油機運轉(zhuǎn)是否正常的最主要的標志，如果在500轉(zhuǎn)角分鐘以下，那么機車就不能進行卡開啟以及前進后退等等操作。

同理在使用PLC技術(shù)對于機車速度進行數(shù)據(jù)收集的過程中，也是一樣的原理，具體的原理如圖1所示，如果機車的速度在50千米每小時以上，機車的前進效能失效，柴油機也會自動失效，避免出現(xiàn)事故。

在進行油壓以及水溫的監(jiān)測中，通過同樣的技術(shù)對于水溫以及油壓進行監(jiān)測，當(dāng)內(nèi)燃機的水溫高于102℃或者是油壓低于50bar的時候，柴油機都會自動卸載，保證整個機車運行的安全。

2.2 內(nèi)燃機車的運行? 在內(nèi)燃機運行的過程中，各種指數(shù)也會出現(xiàn)一定的變化，這些數(shù)據(jù)指標的變化在一定的范圍內(nèi)是安全的，同樣，如果在運行的過程中，各種指標數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，就會給內(nèi)燃機車的運行帶來巨大的安全隱患，所以通過PLC技術(shù)對于內(nèi)燃機車的運行中的各種參數(shù)進行及時收集，幫助操作員對機械整體的運行情況有清晰的了解。

在利用PLC技術(shù)對于內(nèi)燃機進行控制的過程中，內(nèi)燃機車的柴油機械能通過液力傳動箱中的渦輪輸出功率，在機車運行的過程中，通過把液力傳動箱的油路的改變來改變機車的運行狀態(tài)，比如前進還是倒退，在內(nèi)燃機車的運行中，油路的控制工具是滑閥，滑閥的動作是由氣壓驅(qū)動，所以在控制器上的電控閥門就是控制機車運行的最主要的工具，所以在運用PLC技術(shù)對于內(nèi)燃機車進行控制的過程中，必須要保證信號源的接電，司機控制臺接電，同時油壓與水溫等等都不能超過相關(guān)的標準，這樣才能保證機車的平穩(wěn)安全的運行。

2.3 柴油機調(diào)速程序改進優(yōu)化? PLC技術(shù)在使用的過程中有一些程序并不是與機械電氣之間有著非常好的聯(lián)系，所以在使用的過程中，應(yīng)該對程序進行不斷的優(yōu)化，才能實現(xiàn)PLC技術(shù)機械之間完美的融合，提升機械電氣運轉(zhuǎn)的效率。

在內(nèi)燃機車中ADS控制器是由連接齒輪以及凸輪，開關(guān)觸點以及調(diào)速手柄幾個部分，在司機通過調(diào)速手柄進行操作的時候，凸輪就會被頂起或者凹陷進行，從而對于觸點的連接起到相應(yīng)的作用，但是如果在內(nèi)燃機車運行的過程中，司機的操作如果手速過慢就會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速增多，比如在8檔進到9檔的時候，如果柴油機的轉(zhuǎn)速突然增加到最高轉(zhuǎn)速，而司機沒有及時進檔，或者進檔過快，就會給正常的內(nèi)燃機車的運行帶來很大的危害，對于機械內(nèi)的硬件也會造成損傷。

為節(jié)約成本，通過程序優(yōu)化能解決轉(zhuǎn)速提升異常問題。根據(jù)ADS司機控制器的單向變化原理，可在PLC程序中增加合理的邏輯處理程序段，保證檔位信號升值不發(fā)生突變，從而增強檔位輸出信號的可靠性，彌補硬件上不足。具體的程序設(shè)計如圖2，在檔位信號值存儲至D198后，將D198的數(shù)值傳至D302，并在下一個程序執(zhí)行周期，利用CMP、SUB指令，使新檔位信號與當(dāng)前檔位信號進行比對，若檔位跨越2位，則將D302數(shù)值存至D198，反之，更新D302數(shù)值。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)試測試，加入該段程序后，轉(zhuǎn)速增量異常不再出現(xiàn)，且正常的緊急升降速也未見異常。

2.4 機車應(yīng)急功能設(shè)計? 柴油機的機油壓力與冷卻水溫度是機車的兩個重要信號，其反映了柴油機是否處于正常的工作狀態(tài)，當(dāng)柴油機出現(xiàn)異常后，通過程序的限制，可避免柴油機帶故障運行，而導(dǎo)致事故的發(fā)生，保障設(shè)備與人員的安全。

當(dāng)然傳感器作為柴油機的一部分，本身也會出現(xiàn)故障，在機車的實際運用過程中，比較常見的是傳感器損壞，信號無法傳輸?shù)絇LC中，柴油機無法提速，且機車前進后退操作均失效。機車一旦在正線出現(xiàn)類似故障，受現(xiàn)場條件與作業(yè)時間的限制，司機短時間內(nèi)無法完成傳感器更換，處置不當(dāng)則有可能影響電客車的出線，為地鐵運營帶來一定風(fēng)險。由于柴油機配有另一套機油油壓和水溫傳感器（不與PLC連接），并可通過操作臺獨立的儀表盤顯示，因此，經(jīng)分析研究，可在PLC中增加應(yīng)急程序段，并在PLC相連接的940GOT一SWD顯示屏增加應(yīng)急操作界面，作為應(yīng)急程序的輸人端，可避免實體應(yīng)急開關(guān)帶來新的故障點，具體設(shè)計如圖3：①在程序尾端增加兩步，使用MOV指令強制向D160與D190傳輸50與250數(shù)值，并利用M545與M546觸發(fā)。②在人機交換界面中，增加應(yīng)急旁路界面，利用觸摸屏按鈕觸發(fā)M545與M546，在應(yīng)急旁路界面的設(shè)置上，要保持正常的行使的各種功能，減少不必要的操作界面，保證操作界面的清爽，為駕駛員的操作服務(wù)，提升駕駛員操作的便利性。

通過以上的各種設(shè)置，當(dāng)機車出現(xiàn)了油壓或者水溫信號異?；蛘邅G失的情況的時候，司機在緊急情況下可以調(diào)出旁路的操作界面進行應(yīng)急操作，把機油油壓與水溫恒定在可以控制的范圍內(nèi)，避免PLC預(yù)警的觸發(fā)而出現(xiàn)的緊急制動，同時司機在隨后的操作中可以依據(jù)旁路操作界面進行操作，在安全抵達目的地以后，在對機車整體進行全面的檢修，找到其中的問題并實施解決方案。

2.5 其他配套措施

通過PLC技術(shù)對于內(nèi)燃機車進行控制與管理的過程中，必須要充分發(fā)揮技術(shù)員工在其中的關(guān)鍵作用，具體來說首先要加強技術(shù)員工的引進與在職培訓(xùn)工作，不斷的學(xué)習(xí)先進的PLC技術(shù)，通過向先進的技工師傅學(xué)習(xí)故障排除的經(jīng)營，通過向高校學(xué)習(xí)先進的技術(shù)，迅速地掌握與內(nèi)燃機車相關(guān)的各種PLC技術(shù)，應(yīng)用到企業(yè)自身的內(nèi)燃機車之上，同時還要進行有效的績效考核技術(shù)創(chuàng)新考核，通過在創(chuàng)新引導(dǎo)下的績效考核，提升員工的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新意識，幫助員工建立積極向上的創(chuàng)新意識，在PLC技術(shù)的應(yīng)用上根據(jù)企業(yè)自身的機械特點不斷的改進，促進企業(yè)技術(shù)的進步。

3? 結(jié)論

綜上所述，PLC技術(shù)的使用對于機械電氣的使用有著十分重要的作用，本文的研究基于內(nèi)燃機的案例進行分析，通過分析PLC技術(shù)在內(nèi)燃機車的數(shù)據(jù)收集，機車運行以及運行優(yōu)化，緊急制動等等方面進行研究，找到PLC技術(shù)在機械電氣中使用的要點，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，還應(yīng)該不斷的嘗試利用PLC技術(shù)到各個行業(yè)之中，通過針對性的利用各種全新的技術(shù)到生產(chǎn)之中，實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升，為我國的智能生產(chǎn)做出更多的有益的嘗試。

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