基于PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試

張曦 郭瑩瑩

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)也有了越來越廣泛的應(yīng)用，而在當(dāng)前各個(gè)行業(yè)發(fā)展中，對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行合理地應(yīng)用可以有效的推動(dòng)行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。而為了能夠更好的保障機(jī)電一體化設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，提高整體設(shè)備的效率，就必須要對(duì)其進(jìn)行調(diào)試。本文就對(duì)現(xiàn)階段PLC控制下的機(jī)電一體化設(shè)備安裝和調(diào)試進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：PLC控制;機(jī)電一體化設(shè)備;安裝與調(diào)試

一、PLC控制技術(shù)的含義和特點(diǎn)

在當(dāng)前信息時(shí)代背景下，隨著我國工業(yè)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，PLC控制技術(shù)是其重要的發(fā)展產(chǎn)物，在實(shí)際的應(yīng)用過程中有著非常顯著的優(yōu)點(diǎn)。

第一，PLC控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可靠性。一般情況下，在PLC控制系統(tǒng)下可以實(shí)現(xiàn)硬件和軟件保護(hù)工作的同時(shí)性[1]。這主要是因?yàn)镻LC內(nèi)部是由現(xiàn)代化的集成電路技術(shù)和相關(guān)的制造工藝結(jié)合制造而成的，對(duì)有關(guān)的硬件進(jìn)行制造，這樣一來，內(nèi)部硬件的抗干擾能力就會(huì)大大提高。與此同時(shí)，PLC控制系統(tǒng)相比較其它的機(jī)電控制系統(tǒng)來說，電氣接點(diǎn)的數(shù)量也大大減少了，可以有效的降低系統(tǒng)問題的發(fā)生率，而且在實(shí)際的工作過程中PLC控制系統(tǒng)還具有檢測能力，面對(duì)突發(fā)事件可以在第一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理，發(fā)出警報(bào)。

第二，在實(shí)際的操作過程中PLC控制系統(tǒng)有著較強(qiáng)的簡便性。參考系統(tǒng)控制的實(shí)際要求，可以通過對(duì)PLC控制邏輯進(jìn)行應(yīng)用從而完成控制程序的編寫工作。傳統(tǒng)的硬件接線可以被程序來代替，而且在后續(xù)的工作過程中可以直接對(duì)程序進(jìn)行調(diào)整，這樣一來就可以避免更改接線，大大提高了整體的工作效率[2]。除此之外，PLC控制系統(tǒng)在不斷地發(fā)展進(jìn)程中也會(huì)形成有關(guān)的指標(biāo)，提高整體硬件系統(tǒng)配置的靈活性。

二、PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備安裝調(diào)試的原則

（一）可靠性原則

在對(duì)PLC控制下的機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員不僅需要強(qiáng)化設(shè)計(jì)過程的科學(xué)合理性，還需要不斷地提高硬件的抗干擾能力。在實(shí)際的工作過程中，配置方式以及元件等存在的問題可能會(huì)導(dǎo)致硬件發(fā)生嚴(yán)重的問題，所以在設(shè)計(jì)硬件的過程中必須做好有關(guān)的保險(xiǎn)工作，保證能夠?qū)⒅鳈C(jī)的電源控制在2A之內(nèi)。除此之外，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作過程中，技術(shù)工作人員還需要嚴(yán)格遵守可靠性原則，從而有效的提高PLC控制機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（二）避免電磁的干擾

在進(jìn)行安裝和調(diào)試的過程中，專業(yè)的技術(shù)工作人員還需要對(duì)電源的抗干擾能力進(jìn)行重點(diǎn)考慮。在此過程中不僅需要對(duì)設(shè)備的外圍信號(hào)以及模板的配置問題進(jìn)行全方面的檢查和監(jiān)督，還應(yīng)該最大限度的減少外圍設(shè)備運(yùn)行過程中的中間流程，通過此種方法可以有效的減少工作過程中各種類型的干擾[3]。如果在工作過程中發(fā)現(xiàn)PLC內(nèi)部存在大功率的電機(jī)，那么相關(guān)的技術(shù)工作人員需要在短時(shí)間內(nèi)將繼電器和輸入點(diǎn)進(jìn)行連接。這樣一來，才能夠?qū)C(jī)電回路進(jìn)行隔離，并且在后續(xù)的調(diào)試過程中還能夠減少對(duì)其的干擾。

三、批量機(jī)電控制系統(tǒng)的安裝和調(diào)試

（一）布線

現(xiàn)階段PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部主要包括：電源線、控制線、動(dòng)力線以及其他零部件。在實(shí)際的工作過程中，首先相關(guān)的技術(shù)操作人員需要對(duì)不同種類線的功能進(jìn)行熟悉和了解，然后再進(jìn)行布線工作。在進(jìn)行布線工作的過程中，工作人員需要把控好電源線和PLC設(shè)備之間的距離，避免兩者距離過近，相互之間產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。除此之外，還需要注意避免在同一個(gè)開關(guān)柜中安裝高壓電線和低壓電線。流程內(nèi)部設(shè)備的輸入線和輸出線也要及時(shí)的進(jìn)行區(qū)分，可以參考屏蔽線，然后對(duì)模擬量端口進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，留有充足的空間。還可以將不同類型的擴(kuò)展單元設(shè)置在PLC系統(tǒng)的內(nèi)部，在實(shí)際的工作過程中不同單元和模塊之間在傳遞信息的過程中需要使用電纜，因此在進(jìn)行布線的過程中，相關(guān)工作人員需要注意避免直流線和交流線同時(shí)出現(xiàn)在同一個(gè)電纜線中。除此之外，還需要加強(qiáng)對(duì)輸出線和動(dòng)力線之間距離的控制。在對(duì)屏蔽層進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)工作人員需要首先進(jìn)行接地處理。

（二）對(duì)輸入設(shè)備進(jìn)行安裝

在安裝和調(diào)試PLC機(jī)電控制系統(tǒng)的過程中，輸入設(shè)備的安裝也是其中重要的工作內(nèi)容之一。在實(shí)際的工作過程中，相關(guān)工作人員不僅需要對(duì)輸入設(shè)備中期安裝工作內(nèi)容進(jìn)行考慮，同時(shí)還需要在嚴(yán)格遵守各項(xiàng)規(guī)定的情況下進(jìn)行有關(guān)機(jī)電一體化設(shè)備的安裝工作。

（三）I/O接線端的處理工作

在處理I/O線的過程中，首先需要將I/O線的輸入線長控制在32m之內(nèi)。在實(shí)際的處理過程中，專業(yè)的技術(shù)工作人員可以使用常開點(diǎn)的方法和輸入的端口進(jìn)行對(duì)接，這樣一來才能夠保證內(nèi)部梯形圖和原理圖之間的相同性，與此同時(shí)，還需要將短路保護(hù)裝置安裝在輸入和輸出組件的內(nèi)部[4]。對(duì)于常規(guī)來說，信號(hào)隔離器是最常用的處理器之一。在實(shí)際的工作過程中信號(hào)隔離器可以有效的隔離工作電源和輸入、輸出過程。如果在正常工作狀態(tài)下，系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生了短路問題，由于信號(hào)隔離器的存在可以利用相應(yīng)的線路從而實(shí)現(xiàn)與PLC的聯(lián)絡(luò)，及時(shí)的對(duì)內(nèi)部故障進(jìn)行處理，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)力度。在對(duì)繼電器進(jìn)行選擇的過程中，有關(guān)的工作人員應(yīng)該盡可能的選擇性價(jià)比比較高、抗干擾能力較強(qiáng)的繼電器進(jìn)行有關(guān)的工作。

如果在實(shí)際的工作過程中發(fā)生了意外事件，那么專業(yè)的技術(shù)工作人員可以對(duì)通過對(duì)外部安全電路進(jìn)行合理地設(shè)置，從而最大限度的降低線路異常情況的發(fā)生率，避免發(fā)生不安全狀態(tài)。例如，互鎖保護(hù)電路以及急停保護(hù)電路都可以在電路內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)第一時(shí)間對(duì)其進(jìn)行處理。

在工作的過程中，技術(shù)工作人員還需要加強(qiáng)PLC接地線和及其接地線的連接工作，最大限度的減少電壓沖擊。在連接PLC接地線和機(jī)器接地線的過程中，還需要加強(qiáng)對(duì)截面積的控制力度，并且要保證接地電阻能夠控制在99歐姆內(nèi)。如果在使用的過程中需要使用擴(kuò)展單元，那么就需要做好接地點(diǎn)和基本單元之間的連接工作，同時(shí)需要斷開PLC和其它設(shè)備之間的連接。

（四）電源模塊

在對(duì)電源模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要首先將24V的電源設(shè)置在PLC內(nèi)部。而且在工作過程中交流電源和直流電源都有著非常重要的作用。在實(shí)際的使用過程中，需要在中間安裝交流開關(guān)和保險(xiǎn)。

（五）安全聯(lián)鎖試驗(yàn)和故障測試工作

首先需要對(duì)機(jī)電設(shè)備一體化的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行大致的判斷，這樣一來才能夠?qū)Ρ粰z測設(shè)備的功能進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估[5]。如果相關(guān)技術(shù)工作人員在檢測的過程中發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)了問題，那么技術(shù)工作人員需要立即對(duì)設(shè)備進(jìn)行全方面的檢查，對(duì)可能產(chǎn)生的損害進(jìn)行判斷。在實(shí)際的工作過程中還需要注意要嚴(yán)格按照有關(guān)的規(guī)定進(jìn)行各項(xiàng)操作，避免發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。

（六）調(diào)試軟件

一般情況下，都會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)部安裝開機(jī)自動(dòng)檢測程序。這樣一來在開機(jī)之后，系統(tǒng)就可以自動(dòng)進(jìn)行檢查。相關(guān)的技術(shù)工作人員只需要判斷指示燈就可以對(duì)設(shè)備是否正常運(yùn)行進(jìn)行了解。在輸入軟件的過程中，要想避免輸入信號(hào)發(fā)生抖動(dòng)問題，需要對(duì)抖動(dòng)程序進(jìn)行合理地應(yīng)用。

在進(jìn)行調(diào)試的過程中，提高程序的專業(yè)程度，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的故障。除此之外，在進(jìn)行施工的過程中可能會(huì)發(fā)生連續(xù)性的故障，相關(guān)技術(shù)工作人員在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編制的過程中可以對(duì)控制系統(tǒng)中的邏輯進(jìn)行應(yīng)用。

四、案例分析

（一）自動(dòng)線路設(shè)備控制技術(shù)

在對(duì)自動(dòng)線路進(jìn)行控制的過程中可以從以下幾個(gè)方面入手：

第一，首先需要對(duì)初始位置進(jìn)行確定，保證在完成通電工作之后再進(jìn)行伸縮和其他操作。在實(shí)際的運(yùn)行過程中，退料的氣缸會(huì)因此逐漸縮回，而且警報(bào)器也會(huì)發(fā)出警報(bào)。

第二，在實(shí)際的控制過程中可以首先打開開關(guān)，這樣一來紅色警報(bào)器和綠色警報(bào)器就會(huì)在同一時(shí)間內(nèi)發(fā)出警報(bào)[6]。如果在此過程中料盤發(fā)生了連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，那么物料桿就會(huì)輸送物料。在保證物料到達(dá)固定位置之后，料臺(tái)的傳感器就會(huì)收到信號(hào)，同時(shí)電機(jī)也會(huì)停止繼續(xù)工作。但是如果物料臺(tái)沒有接收到物料，那么電機(jī)就會(huì)繼續(xù)進(jìn)行工作。

（二）生產(chǎn)線的程序控制

需要從多個(gè)角度對(duì)生產(chǎn)線程序進(jìn)行有關(guān)的控制工作。因?yàn)闄C(jī)械手的組成比較復(fù)雜，如果只是單純的使用基本的指令是無法發(fā)揮機(jī)械手真正的價(jià)值。因此，相關(guān)的技術(shù)工作人員在進(jìn)行編程的過程中可以使用順控指令。一般情況下，順控指令下的思路比較清楚，即使編程一些復(fù)雜的線路，后期修改工作的難度也會(huì)大大降低。在對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制的過程中，需要將不同的程序進(jìn)行有效的連接，在對(duì)物料進(jìn)行輸送的過程中，也可以編寫有關(guān)的程序。

（三）電路電氣安裝和調(diào)試工作

在操作的過程中，電路系統(tǒng)內(nèi)部的線路數(shù)量非常多。對(duì)不同模塊內(nèi)部原理圖進(jìn)行分析，可以將內(nèi)部電路進(jìn)行分類。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，會(huì)將多個(gè)傳感器和磁性開關(guān)安裝在生產(chǎn)線內(nèi)部，在運(yùn)作的過程中每一個(gè)傳感器和此項(xiàng)開關(guān)都會(huì)進(jìn)行相關(guān)的工作。在實(shí)際的安裝過程中，可以首先將DC25V和此項(xiàng)開關(guān)進(jìn)行連接，然后在PLC內(nèi)部安裝總線，這樣一來傳感器中的線路才能夠有效的發(fā)揮自身的作用。

一般情況下可以將24V的電源放置在PLC輸入電源當(dāng)中，這樣一來就可以更好的進(jìn)行輸出工作[7]。除此之外，相關(guān)的技術(shù)工作人員還可以在系統(tǒng)中將24V和25V的電源加入到其中，保證能夠滿足輸入電源和輸出電源的實(shí)際需求，在系統(tǒng)的正常工作中也能夠最大限度的發(fā)揮電源的實(shí)際價(jià)值。

（四）電源單元和PLC單元的連接

一般情況下，PLC內(nèi)部的輸出電源是獨(dú)立存在的。同時(shí)系統(tǒng)也會(huì)安裝DC24V電源，這樣一來就可以同時(shí)滿足輸入電源和輸出電源正常的工作需求。因此，必須要保證輸入設(shè)備和輸出設(shè)備一體電源方案的專業(yè)性才可以避免在后續(xù)的過程中出現(xiàn)電源疊加現(xiàn)象。電源單元和PLC單元連接結(jié)構(gòu)如圖所示。

總結(jié)：綜上所述，現(xiàn)階段機(jī)電設(shè)備的一體化發(fā)展符合當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展需求。使用PLC對(duì)一體化設(shè)備進(jìn)行合理地管控，可以最大限度的發(fā)揮設(shè)備的價(jià)值和作用。從實(shí)踐進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)階段機(jī)電設(shè)備一體化中只有對(duì)合理地技術(shù)手段進(jìn)行應(yīng)用，才能夠更好的推動(dòng)機(jī)電一體化設(shè)備的發(fā)展和進(jìn)步。

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