機(jī)械電氣控制裝置中PLC技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

摘要：PLC技術(shù)可應(yīng)用于自動數(shù)字化工程機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)，對不斷優(yōu)化工程機(jī)械中的電氣控制驅(qū)動裝置、實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械以及電氣設(shè)備自動化生產(chǎn)有著積極作用。如何實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)在工程機(jī)械以及電氣控制系統(tǒng)裝置設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，一直以來是國內(nèi)相關(guān)從業(yè)者的重點(diǎn)研究課題。文章闡述了PLC技術(shù)的相關(guān)概念，分析了其在工業(yè)機(jī)械傳動電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，旨在促進(jìn)工程機(jī)械以及電氣設(shè)備行業(yè)的高效健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電氣;控制驅(qū)動裝置;PLC技術(shù)

中圖法分類號：F407

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Mechanical and electrical control of PLC technology application andimplementation

WFNG Jianli

（Chengde Shengqan Special Motor Manufacturing Co. Ltd. ， Chengde ， Hebei 067600 . China）

Abstract ： PLC technology can be applied to the production of automatic digital construction machineryand equipment， and it has a positive effect on continuously optimizing the electrical control drivingdevice in construction machinery and realizing the automatic production of construction machineryand electrical equipment. How to realize the application of Pl_C technology in the design ofengineering machinery and electrical control system has always been the key research topic ofdomestic related practitioners. This article expounds the related concepts of PLC technology，analyzes its application and precautions in the industrial machinery transmission electrical controlsystem ， and aims to promote the efficient and healthy development of the construction machinery andelectrical equipment industries.

Key words ： mechanical and electrical， control drive device， PLC technology

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)械電氣技術(shù)已經(jīng)很難滿足社會生產(chǎn)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本需求。為了使機(jī)械電器行業(yè)能夠得到更好發(fā)展，需要利用小納米機(jī)械電氣控制驅(qū)動裝置，保證各種機(jī)械電氣控制驅(qū)動設(shè)備保持穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)和較高的控制水平。作為熱門生產(chǎn)技術(shù)，PLC技術(shù)不論是在技術(shù)含量上，還是在相應(yīng)的硬件配置上都已經(jīng)具備較完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，能夠?qū)C(jī)械分子電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時安全保護(hù)，為下一階段的生產(chǎn)提供足夠的技術(shù)支撐，促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)加工企業(yè)的批量生產(chǎn)和物料加工過程有序化。

2 PLC技術(shù)

2.1 PLC技術(shù)的概念

PLC技術(shù)以數(shù)字微處理器技術(shù)為設(shè)計(jì)核心，以數(shù)字化運(yùn)算方式為企業(yè)提供電子系統(tǒng)管理裝置，通過對各種可編程數(shù)字存儲器的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對企業(yè)生產(chǎn)管理過程的信息數(shù)字化轉(zhuǎn)換管控。PLC技術(shù)是對傳統(tǒng)動力繼電器非接觸自動控制系統(tǒng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，通過采用微機(jī)控制技術(shù)，提高了控制技術(shù)的靈活性、通用性。

2.2 PLC技術(shù)的特點(diǎn)

PLC技術(shù)特點(diǎn)可以大致分為四個基本方面：（1）安全性較高。其有非常強(qiáng)的抗下擾能力，在工作環(huán)境復(fù)雜的大型工業(yè)現(xiàn)場也能夠保證很好的應(yīng)用效果。PLC技術(shù)基于先進(jìn)的大規(guī)模集成電路技術(shù)，內(nèi)部線路具有較強(qiáng)的抗擾性，加之生產(chǎn)工藝嚴(yán)格，所以其擁有較高的安全性和穩(wěn)定性。（2）功能較完善。PLC技術(shù)的配套設(shè)備齊全，能夠?qū)y楚數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，具有極強(qiáng)的處理能力，在數(shù)字控制領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，實(shí)用性較強(qiáng)。（3）操作簡單。PLC的陶形接口設(shè)計(jì)、操作易懂，其圖形符號與文字表達(dá)方式和電源繼電器相當(dāng)接近。簡單的輸入邏輯電路控制指令鍵即可方便快捷的實(shí)現(xiàn)自動繼電器上的電路控制功能，工程技術(shù)人員可快速上手。（4）系統(tǒng)便于維護(hù)。PLC設(shè)備的體積較小，能耗低，故便于維護(hù)。

2.3 PLC技術(shù)的類型

機(jī)械電器控制即電器設(shè)備的二次控制，是由漏電保護(hù)控制回路、供電保護(hù)回路、手動/自動保護(hù)回路、信號保護(hù)回路、封閉/手動自鎖保護(hù)回路、制動器和停車保護(hù)回路組成。其主要功能是在故障發(fā)生時為整個電氣設(shè)備和開關(guān)電路提供自動保護(hù)，可以自動控制整個電氣設(shè)備（包括控制高壓表的電流），并完成對開關(guān)電路的自動開閉合操作。針對電氣設(shè)備在正常工作中可能發(fā)生的特殊故障情況進(jìn)行自動維護(hù)，可以實(shí)時、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀況。

機(jī)械電器控制系統(tǒng)的功能大致分為兩種：（1）大型分布式控制管理系統(tǒng)，即集散式控制管理系統(tǒng)，簡稱DCS。其主要應(yīng)用于各類管理系統(tǒng)，通過電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行有效連接，對機(jī)電控制設(shè)置的操作進(jìn)行集中控制和分散控制，并針對控制過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行有效梳理，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電控制裝置在淵控上的高效管理。集散過程控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個由過程控制級和數(shù)字過程通信監(jiān)控控制級系統(tǒng)組成的控制系統(tǒng)，以數(shù)字通信監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為紐帶，綜合了數(shù)字計(jì)算機(jī)、通信、顯示和過程控制等4C核心技術(shù)，并以此為基礎(chǔ)組成了四位一體的多功能級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[1];（2）生產(chǎn)過程安全控制管理系統(tǒng)，簡稱PCS。簡單來講，生產(chǎn)過程安全控制管理系統(tǒng)是指把現(xiàn)場控制系統(tǒng)巾存在的數(shù)字和分支中的各種結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了管理和控制上的結(jié)合作用。與DCS相比較，PCS在操作上更為簡單、便捷。

3 PLC技術(shù)的優(yōu)勢

（I）PLC技術(shù)促進(jìn)了機(jī)電傳動一體化控制技術(shù)的發(fā)展。PLC技術(shù)的主要特點(diǎn)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)與一動控制技術(shù)的相互作用和結(jié)合增強(qiáng)控制效果。與其他控制技術(shù)相比，其產(chǎn)品質(zhì)量較輕，因此需要消耗的材料成本較低，在實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝與使用時都十分方便。因此，如果將其應(yīng)用在民用電氣控制設(shè)備系統(tǒng)中，需要對其性能進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化與不斷完善，以推動我國電氣控制設(shè)備系統(tǒng)向機(jī)電控制一體化發(fā)展方向前進(jìn)。

（2）PLC技術(shù)能廣泛適用于各個不同類型的工業(yè)電氣控制管理系統(tǒng)。PLC技術(shù)中心具有實(shí)時處理海量數(shù)據(jù)以及綜合預(yù)算處理數(shù)據(jù)的強(qiáng)大能力，可以針對不同行業(yè)電氣控制數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)應(yīng)用中的各種數(shù)據(jù)情況進(jìn)行綜合分析，達(dá)到實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動生產(chǎn)的最佳效果。并且，Splce等技術(shù)產(chǎn)品能充分滿足機(jī)械科學(xué)制造技術(shù)對械電氣控制系統(tǒng)的不斷優(yōu)化的需求，更能充分滿足我國機(jī)械工程工業(yè)發(fā)展的實(shí)際需要。

（3）PLC技術(shù)主機(jī)具有很強(qiáng)的抗下擾能力。PLC技術(shù)的主要特點(diǎn)是通過利用大量新的集成電路應(yīng)用技術(shù)抵抗各類電磁干擾，以此提升現(xiàn)代機(jī)械工程電氣控制傳動裝置的應(yīng)用性能，推進(jìn)現(xiàn)代機(jī)械工程技術(shù)不斷進(jìn)步、不斷發(fā)展。

（4）PLC技術(shù)具有良好的自動檢測控制效果，若系統(tǒng)不同部位同時發(fā)生嚴(yán)重故障，此時系統(tǒng)會自動進(jìn)行檢測。

4 PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制中的應(yīng)用

4.1 在機(jī)械控制裝置中的技術(shù)應(yīng)用

目前，傳統(tǒng)機(jī)械電氣控制裝置系統(tǒng)大多采用一對一的電氣配電控制開關(guān)，在技術(shù)使用和安全管理上往往存在很大的局限，并且極易同時受到人和外界各種岡素的直接影響，進(jìn)而出現(xiàn)安全事故。PLC技術(shù)則能夠有效簡化工業(yè)設(shè)備巾系統(tǒng)電氣控制流程，借助自動化管理技術(shù)控制各個環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備機(jī)械的完全自動化。利用PLC技術(shù)可以滿足減少系統(tǒng)電氣控制的工作時間和壓力空間控制需求，既能極大節(jié)省系統(tǒng)操作者的時間，又能夠增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

在實(shí)際生產(chǎn)中，PLC技術(shù)不僅能夠充分應(yīng)用設(shè)備故障系統(tǒng)自動檢測和診斷，發(fā)揮智能分析、計(jì)算機(jī)自動控制等各項(xiàng)功能的作用，在保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的同時，對全程實(shí)時自動監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)可能產(chǎn)生的設(shè)備故障和安全問題，以盡快采取各種科學(xué)措施解決相關(guān)問題。為了及時、安全解決門動化故障，應(yīng)采取更具針對性的控制措施，使得機(jī)械設(shè)備在正常運(yùn)行中具備更高的運(yùn)行穩(wěn)定性和使用安全性[2]。

4.2 在電氣控制裝置中的應(yīng)用

PLC技術(shù)在各種電氣控制傳動裝置巾獲得了充分應(yīng)用。目前，我國已經(jīng)對PLC技術(shù)進(jìn)行了知識普及。此外，應(yīng)用PLC技術(shù)能夠有效解決傳統(tǒng)工業(yè)電氣控制傳動裝置系統(tǒng)操作管理流程繁復(fù)、靈活性低的問題，增強(qiáng)系統(tǒng)的科學(xué)性和可操作性，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)操作管理流程的極大簡化，加強(qiáng)了控制裝置操作的靈活性。在應(yīng)用機(jī)械傳動電氣控制傳動裝置的過程中，通過把握主要技術(shù)特點(diǎn)的應(yīng)用表現(xiàn)形式，可以進(jìn)一步推動機(jī)械電氣控制的自動化和智能系統(tǒng)化的發(fā)展，解決傳統(tǒng)控制裝置的技術(shù)單一性、落后性的問題。同時，在使用PLC技術(shù)的過程中，利用了簡易明了的儀器指令操作形式，簡化了儀器操作流程，提升了儀器設(shè)備的門動化性能。同時，PLC技術(shù)不僅能夠更加高效、精確地完成工業(yè)電氣控制中有關(guān)順序控制和動態(tài)數(shù)據(jù)采集的全過程管理，還能夠?qū)崿F(xiàn)對電氣信息的有效管理和精確控制。

4.3 在機(jī)械電氣安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

科學(xué)有效地進(jìn)行機(jī)械工業(yè)電氣安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測，是機(jī)械工業(yè)電氣設(shè)備安全、有效、穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。當(dāng)前，PLC技術(shù)更多的應(yīng)用于工業(yè)機(jī)械以及電氣設(shè)備的自動化監(jiān)測和管控中，借助自動傳感系統(tǒng)完成對設(shè)備日常運(yùn)行情況的自動監(jiān)測，并及時將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳到設(shè)備控制管理中心，由設(shè)備管理人員對其進(jìn)行分析。一旦安全系統(tǒng)出現(xiàn)重大故障，安全監(jiān)測管理系統(tǒng)將立即門動停止故障設(shè)備的運(yùn)行，并及時對發(fā)生故障的原因進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，依據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果及時解決故障，減少了因設(shè)備發(fā)生故障可能造成的經(jīng)濟(jì)損失。此外，PLC技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用還能夠有效實(shí)現(xiàn)對各種機(jī)械以及電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程自動監(jiān)測，并進(jìn)行設(shè)備自動化遠(yuǎn)程控制，根據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)實(shí)時生成相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備的遠(yuǎn)程自動淵控。

5 PLC技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械電氣控制裝置中的注意事項(xiàng)

5.1 合理對系統(tǒng)技術(shù)形式類型系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)選擇

關(guān)于PLC技術(shù)在機(jī)械傳動電氣控制傳動裝置系統(tǒng)巾的應(yīng)用，主要有兩種系統(tǒng)技術(shù)形式，即DCS傳動系統(tǒng)和FCS傳動系統(tǒng)。根據(jù)不同傳動設(shè)備使用特點(diǎn)和設(shè)備使用現(xiàn)場環(huán)境，負(fù)責(zé)人員可以選取更為合適的系統(tǒng)技術(shù)形式，這兩種技術(shù)類型也是目前實(shí)現(xiàn)各種PLC技術(shù)的主要途徑。DCS傳動系統(tǒng)以通用微處理器模塊為技術(shù)基礎(chǔ)，利用控制系統(tǒng)功能分散、顯示系統(tǒng)操作功能集巾和人機(jī)綜合協(xié)調(diào)的工作方式等來完成對作業(yè)系統(tǒng)的控制，而集巾管理和分散控制則是該系統(tǒng)最顯著的技術(shù)特征。與DCS傳動系統(tǒng)相比，F(xiàn)CS傳動系統(tǒng)不僅具有信息開放性強(qiáng)、智能化管理水平高、高度分散性和系統(tǒng)適用性強(qiáng)的優(yōu)勢，在系統(tǒng)操作和系統(tǒng)安裝方面也相對簡單，后續(xù)的使用和維護(hù)成本也比較低。在PLC技術(shù)推廣應(yīng)用的過程中，根據(jù)應(yīng)用設(shè)備的功能特性、使用工作環(huán)境、使用管理方式的不同，負(fù)責(zé)人員要篩選更具針對性的應(yīng)用技術(shù)類型，保障PLC技術(shù)的高效推廣。

5.2 科學(xué)分析設(shè)計(jì)原理和繪圖

科學(xué)分析設(shè)計(jì)原理和繪圖技術(shù)是對設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量的基本保證，在設(shè)備的設(shè)計(jì)調(diào)試、使用和技術(shù)改進(jìn)巾往往有著重要的指導(dǎo)作用，只有對設(shè)計(jì)原理和繪圖技術(shù)進(jìn)行更加科學(xué)、合理的技術(shù)設(shè)計(jì)和應(yīng)用分析，才能夠真正實(shí)現(xiàn)對PLC技術(shù)的有效應(yīng)用。利用原理分析圖系統(tǒng)能夠?qū)ο嚓P(guān)技術(shù)應(yīng)用巾的關(guān)鍵問題進(jìn)行實(shí)時展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)技術(shù)和系統(tǒng)的實(shí)時優(yōu)化和技術(shù)改進(jìn)。對設(shè)備原理的制圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，需要考慮不同的設(shè)計(jì)技術(shù)人員具有不同的操作習(xí)慣和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在符合不同設(shè)備實(shí)際使用和日常操作環(huán)境的前提下，根據(jù)不同設(shè)備的實(shí)際使用情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此保證設(shè)備原理的制圖能為設(shè)計(jì)的順利開展奠定基礎(chǔ)。對相關(guān)原理示意圖設(shè)計(jì)進(jìn)行更為科學(xué)、全面的分析也是必不可少的，只有進(jìn)行高效分析才真止能夠有效保障Rrplcd等技術(shù)的使用。將PLC技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械化的電氣控制電路裝置時，要重點(diǎn)對圖的原理論和相關(guān)主單元電路、控制電路等環(huán)節(jié)進(jìn)行理論設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)分析，推動圖的原理論和圖設(shè)計(jì)得到進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)而提升PLC技術(shù)在電氣控制電路裝置設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用效果[3]。

6 結(jié)論

PLC技術(shù)在我國機(jī)械工業(yè)電氣控制系統(tǒng)設(shè)備的裝置運(yùn)行巾有著積極的指導(dǎo)和促進(jìn)作用，通過合理設(shè)計(jì)完成技術(shù)元件類型的選擇，科學(xué)分析控制原理電路圖，合理設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)和移動通信控制網(wǎng)絡(luò)，可以擴(kuò)大PLC技術(shù)在我國機(jī)械工業(yè)電氣控制設(shè)備裝置運(yùn)行中的應(yīng)用范圍。

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作者簡介：

翁建力（1985-），?？?，研究方向：機(jī)電工程。