PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中的應(yīng)用

張海英

（棗莊科技職業(yè)學院 山東省棗莊市 277500）

新時期下，我國科學技術(shù)及工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展十分迅速，而在此大背景下，傳統(tǒng)的機械、人力工作模式已經(jīng)很難滿足新時期發(fā)展需求[1]。在工業(yè)生產(chǎn)中，通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，可以在很大程度上環(huán)節(jié)生產(chǎn)關(guān)系與生產(chǎn)力之間面臨的矛盾，因此PLC技術(shù)在當前應(yīng)用十分廣泛。在機械電氣控制中，PLC技術(shù)可以很好地保護電氣控制裝置，并且能提升機械電氣控制的自動化水平、高效化水平，這對于工業(yè)發(fā)展有極大幫助[2]。

1 PLC技術(shù)的概述

對于PLC技術(shù)，其總稱為可編程序控制器，主要是應(yīng)用存儲器、CPU等外部設(shè)備，結(jié)合電源設(shè)計實現(xiàn)[3]。在PLC技術(shù)中，CPU設(shè)計是最關(guān)鍵的部分，其類似于人的中樞神經(jīng)，通過CPU可以對現(xiàn)場輸入裝置進行掃描，并對編程器中用戶程序、用戶數(shù)據(jù)進行接收存儲，從而判斷電源的運行狀態(tài)是否正常，并且能對PC內(nèi)部工作狀態(tài)進行檢查，檢查相關(guān)指令、語法執(zhí)行狀況。在存儲器裝置設(shè)計中，可以借助模塊化子程序功能、系統(tǒng)程序功能來完成信息數(shù)據(jù)存儲，并且用戶是不能直接提取這些數(shù)據(jù)的，需要在應(yīng)用中通過編程器對數(shù)據(jù)進行輸入提取。

PLC技術(shù)很好的融合了自動化技術(shù)、計算機技術(shù)，其可以通過信息存儲控制來達到對機械生產(chǎn)控制的目的，具體來說，PLC技術(shù)的優(yōu)勢在于[4]：

（1）做到機電一體化。PLC設(shè)備具有安裝方便、質(zhì)量好、重量小等優(yōu)勢，能將自動化系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)融合成一體，并且PLC設(shè)備編程很簡潔，可以通過語句表、梯形圖來簡單明了的進行表示，在極大程度上促進了機電一體化發(fā)展。

（2）抗干擾能力強。在過去的機械電氣控制中，用到的裝置經(jīng)常會受到外界干擾，影響到機械電氣控制效果。而PLC技術(shù)本身具有很強的抗干擾性能，并且PLC系統(tǒng)中充分用到了集成電路，能實現(xiàn)對各個模塊的隔離，這也促進了其抗干擾性能的提升。

（3）廣泛應(yīng)用各類電氣系統(tǒng)。在實踐中PLC技術(shù)不僅可以用到機械生產(chǎn)中，還能數(shù)顯對數(shù)據(jù)進行預(yù)算、處理，同時其在各類電氣系統(tǒng)中都有良好的應(yīng)用，能顯著提升機械生產(chǎn)效能。并且PLC技術(shù)還可以與其他先進的科學技術(shù)相互結(jié)合，實現(xiàn)對電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化，保障了PLC技術(shù)的應(yīng)用效能。

（4）做到自我檢測。在機械電氣控制中，應(yīng)用PLC技術(shù)還可以對存在的問題進行自我檢測，并且發(fā)出相應(yīng)的報警提示，這樣工作人員就可以及時掌握PLC技術(shù)應(yīng)用中的故障，查明故障原因，并對其進行針對性的維護，保障了機械電氣控制裝置的良好運行。

2 PLC技術(shù)的主要控制類型

2.1 DCS系統(tǒng)

這種系統(tǒng)也可以稱作是分散控制系統(tǒng)，其主要是通過微處理器實現(xiàn)集中顯示、分散控制，屬于新型的儀表控制系統(tǒng)，其具備良好的治理、綜合協(xié)調(diào)能力[5]。DCS系統(tǒng)的應(yīng)用可以通過一種全新的模式實現(xiàn)對機械電氣裝置的控制，并且著重應(yīng)用計算機技術(shù)，做到對現(xiàn)場、監(jiān)測站的全方位控制。在機械電氣控制裝置中應(yīng)用DCS系統(tǒng)，能對分散的機械電氣控制裝置實現(xiàn)集中化管理，并且能對裝置中存在的潛在風險進行隔離，保障了裝置運行的安全性。總而言之，DCS系統(tǒng)能讓機械電氣控制裝置呈現(xiàn)更加安全、穩(wěn)定的運作狀態(tài)，并且DCS系統(tǒng)能實現(xiàn)對各種場合的信息收集整合，能促使裝置運行狀態(tài)處于可控制狀態(tài)，如果裝置中出現(xiàn)故障，DCS系統(tǒng)就會快速獲取信息數(shù)據(jù)，并對裝置進行相應(yīng)的調(diào)整，保障了系統(tǒng)處于正常的運作狀態(tài)。

2.2 FCS系統(tǒng)

這種系統(tǒng)也稱作現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，在主要是利用信息技術(shù)，實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，從而對機械電氣裝置進行整體控制[6]。將FCS系統(tǒng)應(yīng)用到機械電氣裝置中，能進一步優(yōu)化其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并且FCS系統(tǒng)具有雙向傳播的功能，存在大量網(wǎng)絡(luò)店，能將機械電氣控制裝置數(shù)據(jù)傳輸置于全新的數(shù)字通信環(huán)境下，有助于機械電氣裝置機械化生產(chǎn)能力的提升。并且FCS系統(tǒng)應(yīng)用到機械電氣裝置中，還可以促進裝置智能化服務(wù)水平的提升，能讓機械電氣項目實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，促進了裝置效果的提升。通過FCS系統(tǒng)的應(yīng)用，還能在實現(xiàn)對傳統(tǒng)單一控制技術(shù)的突破，做到控制多元化，能促進工業(yè)生產(chǎn)效益提升。從未來層次看，F(xiàn)CS系統(tǒng)在控制中能讓機械電氣裝置做到理想化運作，做到雙向多節(jié)點、總線式數(shù)字通訊，保障了機械電氣系統(tǒng)控制下的高度集中完整結(jié)構(gòu)，滿足了工業(yè)企業(yè)發(fā)展需求。FCS系統(tǒng)的應(yīng)用能打破以往應(yīng)用對于網(wǎng)絡(luò)的高度依賴，實現(xiàn)了對位置分布的合理調(diào)整，工作人員可以按照預(yù)期對機械電氣控制裝置的全程控制，凸顯了現(xiàn)代機械電氣控制技術(shù)的特色。

3 PLC技術(shù)在機械電氣控制中的具體應(yīng)用

3.1 應(yīng)用于機械控制裝置中

機械設(shè)備控制是企業(yè)機械化生產(chǎn)的關(guān)鍵部分，在實踐中要想實現(xiàn)機械自動化控制，就需要涉及到很多管控設(shè)備，而傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)采取的是一對一配電開關(guān)，存在管理繁瑣困難的局面，并且會受到各種因素影響，存在比較多的安全隱患[7]。通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，可以在很大程度上降低設(shè)備生產(chǎn)中的故障發(fā)生率，保障了機械自動化，促進了生產(chǎn)效率、安全性的提升。機械電氣自動化中PLC技術(shù)主要是對故障進行自動分析、診斷，以及控制傳感器、計算機系統(tǒng)的診斷，從而保障機械設(shè)備生產(chǎn)狀況能真正的在PLC控制中心體現(xiàn)出來，這對于機械電氣控制的可靠性、安全性提升有極大幫助。

3.2 應(yīng)用于集中控制系統(tǒng)中

將PLC技術(shù)應(yīng)用到編程控制系統(tǒng)中，可以實現(xiàn)對裝置系統(tǒng)實施總控處理，并且能增強裝置總控系統(tǒng)的應(yīng)用效率[8]。在機械電氣控制系統(tǒng)運行中，集中控制系統(tǒng)是很關(guān)鍵的一個組成部分，通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，能最大限度發(fā)揮出集中控制系統(tǒng)的作用。在實踐中，為了確保集中控制系統(tǒng)的良好運作，會在系統(tǒng)控制中安裝相應(yīng)的總控樞紐，通過PLC技術(shù)可以對安裝的總控樞紐進行控制，使得集中控制系統(tǒng)能更好的用于生產(chǎn)設(shè)備管控中，突出了PLC技術(shù)的應(yīng)用價值。

3.3 應(yīng)用于分散式控制系統(tǒng)

對于分散式控制，其本身具有很強的穩(wěn)定性、抗干擾性，并且分散式控制系統(tǒng)能在部分系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障時對其進行斷電處理，防范了故障擴大、惡化[9]。分散式控制方法能做到對各種機械設(shè)備進行即時控制，這就為設(shè)備的檢修提供了良好的條件。在傳統(tǒng)的控制方式中，分散式控制的應(yīng)用相對比較狹窄，而PLC技術(shù)在分散式控制系統(tǒng)得以應(yīng)用可以很好的解決這些問題，其可以實現(xiàn)設(shè)備、控制系統(tǒng)之間的良好銜接，并且能實現(xiàn)不同機械設(shè)備之間的銜接，從而保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。在分散式控制系統(tǒng)應(yīng)用中，還需要建設(shè)相應(yīng)的上級控制系統(tǒng)，從而對所有的分散子系統(tǒng)進行控制。PLC技術(shù)具有覆蓋范圍廣，計算能力強等特點，將其應(yīng)用于分散式系統(tǒng)中，可以很好的滿足工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)需求。

3.4 應(yīng)用于控制生產(chǎn)參數(shù)中

在開展工業(yè)生產(chǎn)時，必須對產(chǎn)品的參數(shù)進行嚴格控制，而控制系統(tǒng)要做的就是對生產(chǎn)參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整[10]。在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，開展生產(chǎn)參數(shù)控制修改、調(diào)整時，流程十分復(fù)雜，會在一定程度上影響到生產(chǎn)效益。通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，則可以實現(xiàn)對生產(chǎn)參數(shù)的良好控制調(diào)整。在實際生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會受到各種因素的影響，出現(xiàn)一些變量參數(shù)，這也會對產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量造成影響，不利于控制信號生成。借助PLC技術(shù)能在生產(chǎn)運行中發(fā)揮出數(shù)字信號、模擬信號的相互轉(zhuǎn)化，這樣就可以借助數(shù)字信號本身的抗干擾能力，能很好的提升控制系統(tǒng)抗干擾水平，防范了信號失真現(xiàn)象出現(xiàn)，能很好的保障產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。

3.5 應(yīng)用于開關(guān)邏輯

在機械裝置中，如果要做到電氣控制，必須要做到多個開關(guān)同步作用，這就對機械電氣控制裝置的動力提出了比較高的要求。將PLC技術(shù)合理的應(yīng)用到機械電氣控制裝置中，可以對開關(guān)實現(xiàn)邏輯控制，從而合理的應(yīng)用裝置中的工序。如將PLC技術(shù)應(yīng)用到繼電保護中，能讓繼電保護器朝著更加自動、高效的方向運行。PLC技術(shù)還可以通過芯片技術(shù)的應(yīng)用，替換掉繼電保護裝置，促使其功能更加豐富。因此，在裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)實現(xiàn)邏輯管理，能進一步促進機械電氣裝置的多功能實現(xiàn)。

3.6 應(yīng)用于安全監(jiān)控中

在機械電氣控制裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)，還可以實現(xiàn)對遠程監(jiān)控設(shè)施、設(shè)備的遠程監(jiān)控，能保證設(shè)備生產(chǎn)的自動化，同時還能掌握更加全面的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，這些生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)娇刂浦行?，借助總控系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一分析處理。通過設(shè)備監(jiān)測實現(xiàn)了機械電氣設(shè)備的統(tǒng)一運行管理、調(diào)度，在監(jiān)控系統(tǒng)中能實時看到監(jiān)控畫面，了解到設(shè)備運行、生產(chǎn)的具體情況，并對其開展智能化分析工作，保證電氣設(shè)備可以時刻處于最佳運作狀態(tài)。同時還可以將PLC技術(shù)應(yīng)用于輸送機中，實現(xiàn)對設(shè)備的智能化控制，保障了運輸?shù)陌踩?。在安全監(jiān)測裝置中通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，如果發(fā)生突發(fā)情況或者是安全隱患，則可以及時找出根源，定位故障，為檢修人員提供依據(jù)。

3.7 應(yīng)用于其他方面

在機械電氣控制裝置中，還可以將PLC技術(shù)應(yīng)用于其他方面，以此推動自動化生產(chǎn)。

（1）可以應(yīng)用于空氣壓縮機中，一般情況下空氣壓縮機是應(yīng)用單片機電氣控制裝置，其本身缺乏良好的穩(wěn)定性，會對機械功能控制、使用帶來很大影響，加上單片機控制本身存在諸多缺陷，不全面。對空氣壓縮機裝置進行處理時，通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，可以在很大程度上改善這些不足，有助于技術(shù)水平的提升。

（2）應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)及接地設(shè)計中，在通信網(wǎng)絡(luò)和接地設(shè)計中應(yīng)用PLC技術(shù)，能在很大程度上將各個環(huán)節(jié)銜接起來，有助于各個系統(tǒng)模塊的統(tǒng)一管理，有助于設(shè)備整體管理效率提升。PLC技術(shù)應(yīng)用于接地設(shè)計中，還可以保障系統(tǒng)的安全性、抗干擾能力。所以相關(guān)工作人員在進行接地設(shè)計時，需要做好科學的分析工作，結(jié)合具體情況設(shè)計合理的接地路線，避免因接地設(shè)計不合理而引起系統(tǒng)的合理應(yīng)用。

3.8 PLC技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)注意點

在機械電氣控制裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)時還應(yīng)該特別注意以下幾點：

（1）技術(shù)設(shè)計方案。PLC技術(shù)的應(yīng)用需要和機電設(shè)備參數(shù)很好的結(jié)合起來，并且要注重優(yōu)化設(shè)置，以此保證PLC技術(shù)應(yīng)用的可行性、科學性。

（2）在對方案進行審核時，要保障相關(guān)方案能滿足機械設(shè)備的使用標準，從而確保機械設(shè)備可以最大限度的完成生產(chǎn)任務(wù)。

4 總結(jié)

總而言之，在機械電氣控制中PLC技術(shù)發(fā)揮著十分重要的作用，PLC系統(tǒng)綜合了計算機技術(shù)、自動化技術(shù)的優(yōu)勢，可以穩(wěn)定的控制機械電氣設(shè)備及生產(chǎn)線，正是由于PLC技術(shù)本身的良好優(yōu)勢，使得其在機械電氣生產(chǎn)中具有良好應(yīng)用，這對于機械電氣領(lǐng)域的發(fā)展有極大幫助。因此，在實踐中需要進一步上提高對PLC技術(shù)的研究，不斷優(yōu)化其性能，從而為工業(yè)發(fā)展提供更大的指引。