PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中的應(yīng)用分析

甄明

摘?要：近幾年，我國經(jīng)濟和社會發(fā)展方面呈現(xiàn)出了不斷上升的趨勢，進(jìn)一步推動了我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)逐漸引起了人們的廣泛關(guān)注，大多將其應(yīng)用于生產(chǎn)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提升，能夠使各行各業(yè)向著可持續(xù)的方向發(fā)展。PLC能夠有效結(jié)合計算機和機械兩種技術(shù)為一體，對編程系統(tǒng)進(jìn)行控制。因此，本文從機械和電氣控制裝置出發(fā)，對PLC技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了全面的分析。

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

一、PCL技術(shù)概述

PLC全中文名稱為“可編程序控制器”，采用了CPU、存儲器等外部設(shè)備，并且結(jié)合了電源的設(shè)計。PLC最關(guān)鍵的設(shè)計就是CPU，其功能相當(dāng)于人體的中樞神經(jīng)，可以通過對現(xiàn)場輸入裝置的掃描，將其狀態(tài)或數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，并且能夠?qū)幊唐髦械挠脩舫绦蚝蛿?shù)據(jù)進(jìn)行接收和存儲，可以診斷電源狀態(tài)是否正常，并且能夠檢查PC內(nèi)部是否處于正常工作狀態(tài)，對其語法以及相關(guān)指令的執(zhí)行等進(jìn)行診斷;對存儲器裝置的設(shè)計能夠使系統(tǒng)的程序、模塊化子程序功能的應(yīng)用等操作進(jìn)行存儲，用戶無法直接對其進(jìn)行存取，用戶在使用過程中，能夠在編程器內(nèi)對用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入[1]。

PLC是一種應(yīng)用了電子技術(shù)的系統(tǒng)裝置，有效結(jié)合了自動化系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)，其模塊設(shè)計中包含了CPU、存儲器等原件。能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部的運算，對信息進(jìn)行存儲，并且能夠控制器械的生產(chǎn)。具體而言，PCL技術(shù)主要有以下幾個優(yōu)點：

（一）實現(xiàn)機電一體化

PCL設(shè)備具有重量輕、質(zhì)量優(yōu)、使用安裝便捷的特點，能夠有效結(jié)合計算機系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)為一體，并且編程十分簡潔，能夠以梯形圖、邏輯表或是語句表等，簡單明了的形式加以體現(xiàn)，進(jìn)一步推動了機電一體化的發(fā)展。

（二）較強的抗干擾能力

以往在對機械電氣進(jìn)行控制的過程中，所采用的裝置極易受到外界的干擾，PCL技術(shù)具有較強的抗干擾能力，由于PCL系統(tǒng)中對集成電路的充分應(yīng)用，并且對相關(guān)模塊的隔離，有效提升了其抗干擾能力[2]。

（三）能夠在各種類型的電氣系統(tǒng)中應(yīng)用

PCL技術(shù)不僅能夠控制機械的生產(chǎn)，還能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理和預(yù)算，并且能夠在各種電氣系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)一步提升機械的生產(chǎn)，除此之外，通過對PLC技術(shù)與先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合，能夠?qū)﹄姎饪刂葡到y(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以此來使PLC能夠具備更加廣泛的應(yīng)用范圍。

（四）實現(xiàn)自我檢測

一旦有任何問題出現(xiàn)于對機械電氣的控制過程中，PLC系統(tǒng)就會對自我進(jìn)行檢測，并且自動發(fā)出警報，以此來使工作人員能夠第一時間對存在于PLC中的故障，以及故障的機理予以查明，使其能夠獲得更好地維修和防護(hù)工作。

二、機械電氣控制裝置中對PCL技術(shù)的應(yīng)用

（一）DCS系統(tǒng)

DCS系統(tǒng)也能夠稱之為分散控制系統(tǒng)，能夠利用微處理器進(jìn)行分散控制和集中顯示，是一種新型的、結(jié)合了分別治理和綜合協(xié)調(diào)功能為一體的儀表控制系統(tǒng)。PCL技術(shù)中對DCS系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠作為一種全新的方式對機械電氣裝置進(jìn)行控制，其對計算機技術(shù)進(jìn)行了重點的應(yīng)用，以此來對現(xiàn)場、監(jiān)測站等區(qū)域進(jìn)行控制，裝置中對DCS系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠集中對分散的機械電氣控制裝置進(jìn)行管理，并且能夠分離裝置中的危險部分，簡而言之，DCS系統(tǒng)能夠使機械電氣控制裝置的運行更加安全、穩(wěn)定和高效。并且，通過對DCS技術(shù)的應(yīng)用，還能夠收集和整合各種場所的信息，使其能夠以最佳的狀態(tài)處于控制裝置中，一旦有故障出現(xiàn)于裝置中，DCS系統(tǒng)就能夠立刻對信息進(jìn)行獲取，并及時調(diào)整裝置，保證系統(tǒng)的正常運行不會受到影響。

（二）FCS系統(tǒng)

FCS系統(tǒng)也能夠稱之為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，能夠通過對PLC技術(shù)的應(yīng)用，對通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行構(gòu)建，也就是說，機械電氣裝置中對PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠形成FCS系統(tǒng)，對其的應(yīng)用能夠獲得良好的效果。FCS技術(shù)在機械電氣裝置中的應(yīng)用，能夠使其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境得到優(yōu)化，并且，F(xiàn)CS系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)雙向的傳播，具有大量的網(wǎng)絡(luò)點，能夠在全新的數(shù)字通信環(huán)境中，實現(xiàn)機械電氣控制裝置的數(shù)據(jù)傳輸，能夠使機械電氣裝置獲得更好的機械化生產(chǎn)，并且，能夠進(jìn)一步促進(jìn)裝置的智能化服務(wù)，并且能夠?qū)C械電氣中的項目進(jìn)行自動的完成，以此來實現(xiàn)對裝置效果的提升。FCS控制系統(tǒng)中對PLC技術(shù)的應(yīng)用，還能夠帶來其他的優(yōu)勢，能夠?qū)鹘y(tǒng)單一的技術(shù)控制進(jìn)行突破，實現(xiàn)多元化的控制，使企業(yè)能夠獲得滿意的產(chǎn)業(yè)效果。站在未來發(fā)展的層面來說，目前的FCS在對現(xiàn)場總線進(jìn)行控制的過程中，可以使機械電氣裝置能夠獲得理想化的運行，能夠以雙向多節(jié)點和總線式的模式進(jìn)行數(shù)字通訊，能夠在機械電氣系統(tǒng)的控制下，形成高度集中的完整結(jié)構(gòu)，能夠全方位滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求。FCS系統(tǒng)對現(xiàn)場總線控制模式的采用，能夠突破FCS技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)的限制，對位置分布進(jìn)行調(diào)整，使工作人員能夠能夠按照預(yù)期對其全程進(jìn)行控制，能夠使現(xiàn)代機械電氣控制技術(shù)的特征得以凸顯，從總體上促進(jìn)新興的控制系統(tǒng)形成與完善。

三、機械電氣控制裝置中對PLC技術(shù)的應(yīng)用

（一）PLC技術(shù)的應(yīng)用類型

想要合理地在機械電氣控制裝置中對PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，就需要明確所需應(yīng)用的PLC技術(shù)的類型，由于其能夠?qū)φ麄€設(shè)計工作起到?jīng)Q定性的影響，并且，能夠從整體上分析電器控制裝置的情況，因此，在應(yīng)用時需要對PLC技術(shù)的類型進(jìn)行合理地選擇。

（二）控制開關(guān)量邏輯

傳統(tǒng)的繼電器只能控制電路的順序和邏輯，但是PLC技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)Χ鄠€設(shè)備目標(biāo)進(jìn)行控制，不但如此，還能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于生產(chǎn)線中，以此來對組合機床以及生產(chǎn)線進(jìn)行控制，并且所有邏輯都能夠通過對開關(guān)量的設(shè)置得以實現(xiàn)。

（三）控制模擬量

所謂的模擬量指的就是有可能在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的變量，傳統(tǒng)機械電氣進(jìn)行控制的過程中，此變量法還沒有得到應(yīng)用，但是隨著PLC技術(shù)的出現(xiàn)，成功地對模擬量進(jìn)行了控制，并且能夠使模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化的形式，使模擬量的控制能夠更加有效，能夠使實際生產(chǎn)中受到的模擬量帶來的影響得以消除或減少。

（四）對系統(tǒng)的集中性控制

該系統(tǒng)的設(shè)計中包含了具有強大功能的中央PLC系統(tǒng)，以及各種設(shè)備元件，中央PLC系統(tǒng)能夠?qū)υ撓到y(tǒng)中的各種設(shè)備的程序進(jìn)行調(diào)用，事實上，通過對系統(tǒng)的集中控制能夠降低其成本的投入，使其能夠擁有更高的運行效率，但是，隨著其帶來的優(yōu)勢，也伴隨著部分問題的出現(xiàn)，如果對某個控制對象進(jìn)行改變，就會中斷PLC系統(tǒng)的控制，使其他控制對象無法正常工作，不僅會造成工業(yè)生產(chǎn)的中斷，還會對其科學(xué)性造成一定的影響，對其生產(chǎn)效率造成影響。

（五）分散性系統(tǒng)控制

在此類系統(tǒng)中，需要對所控制的各個對象進(jìn)行一系列的處理，并且需要采用符合要求的方式對機械進(jìn)行控制，需要對生產(chǎn)線進(jìn)行控制，以此來使一臺PLC系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對各種PLC控制對象的控制，并且，能夠使其他控制器保持正常的運行，能夠為系統(tǒng)的正常運行提供幫助。

（六）運動控制

在進(jìn)行控制的過程中，能夠控制運動模塊實現(xiàn)對圓周和直線運動的控制，例如，將其應(yīng)用于步進(jìn)電機驅(qū)動中，能夠使PLC系統(tǒng)直接控制直線運動。

四、PLC技術(shù)帶來的優(yōu)勢

（一）操作更加簡便

在對機械電氣樁進(jìn)行控制的過程中，對PLC技術(shù)的應(yīng)用，能夠使發(fā)出的操作指令更加簡單、直觀，工作人員在操作前，無需耗費較大的精力對其進(jìn)行理解，能夠使工作人員的工作難度得以降低，并且，還能夠減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，使操作過程能夠由繁瑣向簡化轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)工作效率的提升。

（二）多樣化的操作功能

在對PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，能夠按照流程對工作進(jìn)行開展。PLC在電氣控制裝置中的設(shè)計，主要包含兩個部分，第一是控制順序，第二就是采集數(shù)據(jù)，在進(jìn)行自動化的控制過程中，這兩個部分都能夠帶來明顯的優(yōu)勢。首先，能夠?qū)Ω鞣N內(nèi)容的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，除了文字信息外，還能夠?qū)D像、曲線等信息進(jìn)行采集，在對信息進(jìn)行有效的獲取后，能夠通過對PLC技術(shù)的應(yīng)用，分析和整理所獲取到的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合操作的過程中所提出的要求，對運行信號進(jìn)行轉(zhuǎn)變，控制者在獲取到這些運行信號后，能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備的運行狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。此外，在實際對其進(jìn)行應(yīng)用時，一旦有哪一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，自動系統(tǒng)就會停止運行，并對發(fā)送相關(guān)信號，中斷生產(chǎn)過程，并由警報系統(tǒng)發(fā)出報警信息。

五、案例分析

以汽車行業(yè)為例，在利用電子系統(tǒng)對汽車進(jìn)行控制的過程中，對計算機技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效分析傳感器所收集到的各種數(shù)據(jù)，以此來實現(xiàn)對汽車部件的控制。汽車電子控制系統(tǒng)包含了傳感器、電子控制器以及執(zhí)行器。目前，汽車之所以如此受歡迎，最大的亮點就是電子汽車控制系統(tǒng)。除此之外，兒童安全座椅、自動擋、自動倒庫等先進(jìn)的應(yīng)用，在汽車電子控制系統(tǒng)中能夠得到充分的發(fā)揮。

電子控制系統(tǒng)能夠根據(jù)需求對來自傳感器的各種信號進(jìn)行運算處理，并且能夠?qū)⑻幚硗甑男盘杺鬟f給輸出回路，由輸出回路將這些信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂菩盘?，控制?zhí)行器工作。在使用汽車的過程中，汽車電子控制系統(tǒng)能夠?qū)c火線圈中的初級回路，當(dāng)點火初級線圈中有電流通過時，點火線圈能夠以磁場的形式儲存點火能量。汽車電子控制系統(tǒng)切斷初級線圈中的電流時，將會有較高的感應(yīng)電動勢出現(xiàn)于其次級線圈中，并輸送至工作氣缸的火花塞，此時，所儲存的點火能量會被快速釋放，并迅速點燃?xì)飧變?nèi)的混合氣，完成打火。當(dāng)發(fā)動機處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)的時候，發(fā)動機內(nèi)的傳感器能夠?qū)⑿盘柊l(fā)送給汽車電子控制系統(tǒng)，并對發(fā)動機目前的運行狀況以及工作環(huán)境進(jìn)行判斷，然后利用ROM對所需的控制參數(shù)進(jìn)行查詢，最后，汽車電子控制系統(tǒng)完成對這些數(shù)據(jù)的計算以及修正后，將控制信號發(fā)動給發(fā)動機，對其運作進(jìn)行控制。

六、結(jié)語

PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠帶來較高的價值，在機械和電氣控制裝置中對其的應(yīng)用，能夠從整體上對傳統(tǒng)電氣控制裝置存在的自動化水平不足的情況，進(jìn)行有效的改善，并且能夠通過對自身的檢查發(fā)出警報，使機械和電氣控制裝置能夠更加安全。采用這種技術(shù)，能夠極大地影響機械和電氣控制領(lǐng)域的生產(chǎn)，使行業(yè)經(jīng)濟效益能夠得到有效的提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]林長青.PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中的運用[J].橡塑技術(shù)與裝備，2016，26（8）：107-108.

[2]劉曉璽.PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016，12（5）：71-72.