機(jī)械電氣控制裝置中PLC技術(shù)的具體應(yīng)用

新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息系 姜 坤

PLC技術(shù)是以計算機(jī)與自動化技術(shù)為基礎(chǔ)，不僅具有內(nèi)部運算與存儲等功能，而且能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)過程的全面監(jiān)控，在機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用，具有十分突出的作用和優(yōu)勢。本文將通過對PLC技術(shù)與機(jī)械電氣控制的概念、特征進(jìn)行簡單論述，結(jié)合機(jī)械電氣控制裝置中的PLC控制類型，對PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的具體應(yīng)用進(jìn)行研究，以供參考。

PLC控制技術(shù)作為一種可編程控制系統(tǒng)技術(shù)手段，它是通過計算機(jī)的微處理器作為控制運行的主要平臺，在我國機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)中的機(jī)械電氣控制裝置中合理設(shè)計和應(yīng)用，能夠有效促進(jìn)機(jī)械電氣設(shè)備的生產(chǎn)運行效率提升，并實現(xiàn)機(jī)械電氣設(shè)備的生產(chǎn)運行安全保障，進(jìn)而推動我國機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展的進(jìn)程加快，具有十分顯著的積極作用和優(yōu)勢。此外，PLC技術(shù)是以計算機(jī)技術(shù)與自動控制技術(shù)、通信技術(shù)等多種現(xiàn)代化技術(shù)的綜合運用為基礎(chǔ)，其在實際控制工程中的設(shè)計和應(yīng)用通用性表現(xiàn)十分突出，也能夠較好的適用于機(jī)械電氣控制裝置的控制需求，因此，具有更為突出的推廣應(yīng)用價值優(yōu)勢。

1 PLC技術(shù)與機(jī)械電氣控制的概念、特點分析

1.1 PLC技術(shù)及其特點分析

PLC，即可編輯程序控制器，它是由中央處理器以及存儲器、輸入輸出設(shè)備、編輯器、電源等構(gòu)成，它在具體應(yīng)用中，能夠通過使用者在編輯器中的程序輸入進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)存放與控制應(yīng)用。PLC技術(shù)是以中央處理器為核心構(gòu)件，它的出現(xiàn)和應(yīng)用，不僅對我國自動化技術(shù)的發(fā)展起到了較大的促進(jìn)作用，同時對我國工業(yè)設(shè)備中的機(jī)械電氣自動化控制水平提升也有一定的體現(xiàn)和反映。此外，PLC技術(shù)在實際控制中應(yīng)用，還能夠通過對輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)與狀態(tài)進(jìn)行掃描，來完成相應(yīng)的控制目標(biāo)和任務(wù)，在不同規(guī)模與情況的電氣控制中均有應(yīng)用，實用性表現(xiàn)非常突出。另一方面，由于當(dāng)前已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用的PLC技術(shù)，在實際應(yīng)用中還具有相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲功能和較為突出的抗干擾能力等，對硬件設(shè)備故障問題也能夠?qū)崿F(xiàn)自動檢測，從而進(jìn)行自動報警提示，并且進(jìn)行維修與維護(hù)也比較簡單，所需的成本相對較低，因此，在各行業(yè)領(lǐng)域中有著較為廣泛的應(yīng)用。

1.2 機(jī)械電氣控制

機(jī)械電氣控制概念的產(chǎn)生，是在社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與科學(xué)技術(shù)不斷提升下實現(xiàn)的。隨著我國的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷加快，計算機(jī)等現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)逐漸在各行業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，并且對我國的工業(yè)化發(fā)展形成了較為深遠(yuǎn)的影響。其中，自動化技術(shù)作為現(xiàn)代技術(shù)的重要代表之一，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，也經(jīng)歷了一系列技術(shù)創(chuàng)新與變革。最初期的自動化技術(shù)與有關(guān)裝置是以電子技術(shù)作為基礎(chǔ)，逐漸發(fā)展至今，已經(jīng)逐漸演變?yōu)橐杂嬎銠C(jī)預(yù)算作為核心進(jìn)行控制實現(xiàn)的一種技術(shù)系統(tǒng)，它在我國工業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展中的應(yīng)用，對機(jī)械電氣控制的整個行業(yè)發(fā)展都形成了較大的變革影響，并且隨著自動化技術(shù)的不斷研究與創(chuàng)新變化，同時對其他多個新型行業(yè)的誕生與發(fā)展也形成了較大的影響，給自動化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了較大的活力支持。

現(xiàn)階段，我國的機(jī)械電氣控制發(fā)展中，逐漸實現(xiàn)了PLC技術(shù)為支持的控制系統(tǒng)研究與開發(fā)設(shè)計實現(xiàn)，并且對機(jī)械電氣控制行業(yè)的發(fā)展形成了較大的影響，不僅稱為機(jī)械電氣控制行業(yè)能夠再次興盛的重要標(biāo)指，而且稱為其行業(yè)發(fā)展所研究和關(guān)注的重要內(nèi)容。

2 機(jī)械電氣控制裝置中的PLC控制類型論述

結(jié)合上述第機(jī)械電氣控制與PLC技術(shù)的分析，結(jié)合PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制中的應(yīng)用情況，對PLC控制的主要類型，可以從以下兩個方面進(jìn)行總結(jié)與分析。

分散控制系統(tǒng)，即DCS控制系統(tǒng)。這種PLC控制系統(tǒng)也被稱為是集散控制系統(tǒng)，具有十分突出的高度集中化控制特點，能夠?qū)C(jī)械電氣裝置進(jìn)行分散與集成化管理實現(xiàn)。通常情況下，該控制系統(tǒng)主要由控制結(jié)構(gòu)和通信結(jié)構(gòu)兩個部分組成，均以計算機(jī)技術(shù)作為基礎(chǔ)，能夠?qū)C(jī)械電氣設(shè)備進(jìn)行科學(xué)控制，從而對其具體工作運行中的操作控制與檢測需求進(jìn)行滿足。值得注意的是，在DCS控制系統(tǒng)中，通信部分是其整個控制系統(tǒng)的神經(jīng)載體，是進(jìn)行控制系統(tǒng)運行的指揮與調(diào)度的關(guān)鍵部分，只有通過通信系統(tǒng)對控制系統(tǒng)的傳輸指令進(jìn)行準(zhǔn)確接收與傳遞，才能夠?qū)刂葡到y(tǒng)的運行進(jìn)行正確指導(dǎo)，從而保證其系統(tǒng)的合理運行與工作開展。

與DCS控制系統(tǒng)不同，機(jī)械電氣控制中的另一種PLC控制系統(tǒng)，即現(xiàn)場總線型控制系統(tǒng)，也被稱為FCS控制系統(tǒng)，它是通過對現(xiàn)代化的智能技術(shù)和自動化體系進(jìn)行有效融合，在與通信網(wǎng)絡(luò)相互配合下進(jìn)行新的機(jī)械電氣控制裝置構(gòu)件，從而實現(xiàn)對機(jī)械電氣設(shè)備運行的有效控制。該控制系統(tǒng)在具體控制應(yīng)用中，不僅具有智能化控制和自動化控制的特點，而且對資源的消耗以及成本占用相對較低，還具有操作簡單、靈活性較高等特征優(yōu)勢，根據(jù)有關(guān)實踐應(yīng)用也能夠看出，F(xiàn)CS控制系統(tǒng)和現(xiàn)代化的機(jī)械電氣控制裝置的控制需求具有較高的符合性，在實際應(yīng)用中的功能擴(kuò)散范圍較大，且具有十分突出的控制操作和應(yīng)用優(yōu)勢，逐漸對DCS控制系統(tǒng)形成替代發(fā)展。如圖1所示，即為FCS控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 FCS控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)示意圖

此外，與DCS控制系統(tǒng)相比，F(xiàn)CS控制系統(tǒng)在具體應(yīng)用中，還能夠通過系統(tǒng)本身的雙向輸出和數(shù)字化輸出功能以及系統(tǒng)多分支結(jié)構(gòu)特點，進(jìn)行多種樣式的傳輸模式選擇和應(yīng)用，從而滿足其信息傳輸?shù)牟煌枨螅趯崿F(xiàn)機(jī)械電氣控制的靈活性以及可控制性特點方面，也具有十分突出的作用和優(yōu)勢。

3 PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的具體應(yīng)用

根據(jù)上述對PLC技術(shù)以及機(jī)械電氣控制裝置中的PLC控制系統(tǒng)類型分析，為促進(jìn)機(jī)械電氣控制裝置中對PLC技術(shù)的合理應(yīng)用，在具體設(shè)計與應(yīng)用中，需要從以下幾點進(jìn)行準(zhǔn)確把握和控制。

（1）PLC系統(tǒng)總體設(shè)計的合理控制

采用PLC技術(shù)進(jìn)行機(jī)械電氣控制裝置設(shè)計應(yīng)用中，為滿足機(jī)械電氣控制的需求，對其控制裝置進(jìn)行設(shè)計初期，就需要針對PLC控制系統(tǒng)的控制功能擴(kuò)展性進(jìn)行設(shè)計和分析，從而對機(jī)械電氣控制的需求以及電氣設(shè)備的高效生產(chǎn)和運行進(jìn)行保障。一般情況下，在進(jìn)行機(jī)械電氣控制裝置的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計時，需要先了解被控制對象的具體控制要求，結(jié)合機(jī)械電氣控制設(shè)計圖紙，對其現(xiàn)場情況進(jìn)行全面勘察和分析，同時加強(qiáng)和機(jī)械電氣控制的作業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行有效溝通和交流，以實現(xiàn)最為合理的電氣工程控制系統(tǒng)方案設(shè)計，并針對電氣控制過程中可能出現(xiàn)的各種問題和情況，進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)措施制定，從而對PLC控制的機(jī)械電氣控制裝置安全與高效運行進(jìn)行支持。此外，對機(jī)械電氣控制裝置的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及其控制方案確定，還需要從實用性方面，對其控制運行的穩(wěn)定性與可靠性進(jìn)行分析與設(shè)計應(yīng)用。

采用PLC技術(shù)進(jìn)行機(jī)械電氣控制裝置的控制系統(tǒng)設(shè)計與總體控制方案確定中，需要針對其PLC控制的開關(guān)量邏輯控制以及數(shù)字量與模擬量控制進(jìn)行合理設(shè)計和應(yīng)用。一般情況下，在進(jìn)行PLC控制的開關(guān)量邏輯控制設(shè)計中，由于開關(guān)量邏輯控制是PLC控制的基礎(chǔ)功能，它能夠通過邏輯運算，對電氣工程及其設(shè)備的運行狀態(tài)進(jìn)行合理判斷與控制。即在實現(xiàn)機(jī)械電氣工程及其設(shè)備運行狀態(tài)的邏輯運算與分析基礎(chǔ)上，根據(jù)PLC控制系統(tǒng)的控制命令，對其電氣工程與設(shè)備系統(tǒng)中的繼電器串聯(lián)與并聯(lián)、串并聯(lián)等連接開關(guān)進(jìn)行有效控制，從而滿足機(jī)械電氣工程運行的控制需求，以達(dá)到較好的控制效果。

（2）電氣安全監(jiān)測控制裝置中的PLC技術(shù)應(yīng)用

機(jī)械電氣控制裝置中，對PLC技術(shù)的設(shè)計和應(yīng)用，不僅能夠?qū)ζ潆姎庠O(shè)備的運行進(jìn)行遠(yuǎn)程自動化控制，同時還能夠?qū)LC控制系統(tǒng)監(jiān)測收集的數(shù)據(jù)信息向總監(jiān)控室進(jìn)行及時與準(zhǔn)確的傳輸實現(xiàn)，從而在總監(jiān)控室的數(shù)據(jù)分析與電氣設(shè)備運行檢測基礎(chǔ)上，根據(jù)其監(jiān)測的電氣設(shè)備運行狀態(tài)，進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)與控制，并將控制畫面在監(jiān)控系統(tǒng)的顯示屏幕進(jìn)行顯示，從而更好的對機(jī)械電氣設(shè)備的實際運行狀態(tài)進(jìn)行觀察和分析，以確保其在機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)中的良好運行，避免電氣設(shè)備的運行故障及問題發(fā)生，提高機(jī)械電氣設(shè)備的生產(chǎn)運行作業(yè)效率，推動我國工業(yè)化生產(chǎn)與發(fā)展速度不斷加快。其中，在機(jī)械電氣控制裝置中的電氣安全監(jiān)測控制裝置中，采用PLC技術(shù)對其控制系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計，能夠?qū)ζ潆姎庠O(shè)備運行安全進(jìn)行全天候、全過程的監(jiān)測和控制實現(xiàn)，并且在電氣設(shè)備運行中一旦出現(xiàn)任何事故或問題時，都能夠根據(jù)其控制系統(tǒng)的防護(hù)計劃，采取相應(yīng)的防護(hù)措施進(jìn)行有效控制與處理，從而避免電氣設(shè)備運行的安全問題對機(jī)械生產(chǎn)及其作業(yè)安全產(chǎn)生不利影響，同時實現(xiàn)機(jī)械電氣設(shè)備運行與控制作業(yè)人員的安全保障，具有十分積極的作用和意義。

結(jié)束語：總之，對機(jī)械電氣控制裝置中PLC技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行研究，有利于促進(jìn)PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的進(jìn)一步應(yīng)用，加快對機(jī)械電氣控制裝置中的PLC控制類型研發(fā)和設(shè)計，從而促進(jìn)機(jī)械電氣控制的技術(shù)和水平提升，推動我國的機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)與發(fā)展速度不斷加快，具有十分積極的作用和意義。