機(jī)械電氣控制裝置PLC技術(shù)的應(yīng)用

秦金宣

摘要：在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，PLC技術(shù)也在不斷改進(jìn)、完善，并在多個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，比如在機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)，有利于提升機(jī)械電氣控制裝置的自動(dòng)化水平。本文首先對(duì)PLC技術(shù)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了概述，其次探討了PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的作用，最后提出了PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的有效應(yīng)用策略，供相關(guān)研究、實(shí)踐借鑒。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電氣控制PLC技術(shù)技術(shù)應(yīng)用

以往機(jī)械電氣裝置采取的是人工控制模式，這種傳統(tǒng)生產(chǎn)方式存在著諸多問(wèn)題，已經(jīng)無(wú)法滿足信息化時(shí)代的高效率要求。PLC技術(shù)是一種新興技術(shù)，機(jī)械電氣控制裝置中有效應(yīng)用PLC技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)控制精確度的提升，同時(shí)隨著控制精確度的提高，生產(chǎn)效率也會(huì)得到顯著提升。為實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的有效應(yīng)用，必須進(jìn)一步加深對(duì)PLC技術(shù)的研究。

1.PLC技術(shù)概述

1.1PLC的概念

PLC是“Programmable Logic Controller”的簡(jiǎn)稱，中文名稱為可編程控制器，其是專門針對(duì)工業(yè)環(huán)境而開(kāi)發(fā)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，具有連接相對(duì)緊湊、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)。PLC主要由存儲(chǔ)器、輸入模塊、輸出模塊等部分組成，其可以完成各種控制功能，同時(shí)具有與其他計(jì)算機(jī)通信聯(lián)網(wǎng)的功能。PLC的存儲(chǔ)器具有可編制程序，可用來(lái)執(zhí)行存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算以及順序控制、計(jì)數(shù)、定時(shí)、算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，借助數(shù)字或模擬的輸入（I）、輸出（O）接口，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種機(jī)械設(shè)備的控制。PLC最初只能實(shí)現(xiàn)定時(shí)、控制等方面的功能，在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，PLC已經(jīng)與人工智能、數(shù)字化、自動(dòng)化等技術(shù)不斷融合發(fā)展，其功能不斷優(yōu)化，因此PLC在諸多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

1.2PLC的優(yōu)勢(shì)

PLC目前已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中表現(xiàn)出了諸多優(yōu)勢(shì)，主要包括以下幾個(gè)方面。第一，PLC有著非常強(qiáng)的抗干擾能力。PLC中的所有電子器件均是按照規(guī)范生產(chǎn)工藝制造的，同時(shí)各模塊均采用屏蔽裝置、集成電路，使得PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的可靠性，還可以將設(shè)備異常情況及時(shí)檢測(cè)出來(lái)并作出報(bào)警。根據(jù)報(bào)警與故障自我診斷報(bào)告，操作者可以進(jìn)行分析，并在分析結(jié)果的基礎(chǔ)上開(kāi)展故障處理，因此PLC的抗干擾能力比較強(qiáng)。第二，PLC有著便捷性較好的優(yōu)勢(shì)。PLC具有高集成性的特征，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、連接相對(duì)緊湊，僅需少量接口、符號(hào)，便可以精確表達(dá)參數(shù)。同時(shí)，通過(guò)應(yīng)用PLC，還可以開(kāi)展仿真模擬實(shí)驗(yàn)，僅需使用計(jì)算機(jī)設(shè)備，便可以對(duì)多種情況進(jìn)行測(cè)試，改變了以往實(shí)驗(yàn)需要安裝、調(diào)試裝置的過(guò)程，可以提高了工作效率，而且對(duì)編程邏輯沒(méi)有過(guò)高的要求，可隨時(shí)進(jìn)行編輯。第三，PLC有著較強(qiáng)的適應(yīng)性。僅需簡(jiǎn)單地修改控制軟件的編程內(nèi)容，PLC便可以得到全新應(yīng)用，因此PLC可在多種不同的生產(chǎn)場(chǎng)景、生產(chǎn)任務(wù)中使用。同時(shí)PLC對(duì)外界環(huán)境因素如濕度、溫度等的要求不高，即使是瞬間斷電也可以保持一段時(shí)間的正常運(yùn)行，因此可避免突然停運(yùn)的問(wèn)題，穩(wěn)定性相對(duì)較好，這也是其適用范圍較廣的主要原因之一。

1.3控制系統(tǒng)

PLC的控制系統(tǒng)有兩種，一種是FCS系統(tǒng)，另一種是DCS系統(tǒng)。第一，F(xiàn)CS是“Fidlebus Control System”的簡(jiǎn)稱，中文名稱為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。FCS系統(tǒng)是應(yīng)用信息技術(shù)建立通信網(wǎng)絡(luò)，來(lái)對(duì)機(jī)械電氣控制裝置實(shí)施整體控制。將FCS系統(tǒng)應(yīng)用在機(jī)械電氣控制裝置中，有利于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的優(yōu)化。雙向傳播是FCS系統(tǒng)所具備的良好功能之一，借助這一功能，F(xiàn)CS系統(tǒng)可以對(duì)機(jī)械電氣控制裝置的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效傳輸，使其置于數(shù)字通信環(huán)境之中，從而有利于提升機(jī)械電氣控制裝置的機(jī)械化生產(chǎn)力。應(yīng)用FCS系統(tǒng)，可以減輕對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴性，合理調(diào)整位置分布，使工作人員可以按照預(yù)期對(duì)機(jī)械電氣控制裝置實(shí)施全程控制。機(jī)械電氣控制裝置中通過(guò)應(yīng)用FCS系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)多元化控制，解決傳統(tǒng)單一控制技術(shù)存在的缺陷與不足。將FCS系統(tǒng)應(yīng)用在機(jī)械電氣控制裝置中，還有利于提升機(jī)械電氣控制裝置的智能化水平，為自動(dòng)化生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。站在長(zhǎng)期發(fā)展的視角考慮，將FCS系統(tǒng)應(yīng)用在機(jī)械電氣控制裝置中，有利于提高機(jī)械電氣控制裝置的運(yùn)作效率與質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)雙向多節(jié)點(diǎn)、總線式數(shù)字通訊。第二，DCS是“Distributed Control System”的簡(jiǎn)稱，中文名稱為分散控制系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)是應(yīng)用微處理器，來(lái)進(jìn)行分散控制、集中顯示，其主要優(yōu)勢(shì)在于綜合協(xié)調(diào)能力、治理能力比較好。將DCS系統(tǒng)應(yīng)用在機(jī)械電氣控制裝置中的時(shí)候，可借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，來(lái)全方位控制監(jiān)測(cè)站、現(xiàn)場(chǎng)。DCS系統(tǒng)可以收集各種場(chǎng)合的信息，確保機(jī)械電氣控制裝置的運(yùn)行狀態(tài)始終可控，機(jī)械電氣控制裝置發(fā)生故障的情況下，DCS系統(tǒng)便會(huì)迅速獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)機(jī)械電氣控制裝置進(jìn)行調(diào)整，從而可以保證機(jī)械電氣控制裝置的正常運(yùn)作。將DCS系統(tǒng)應(yīng)用在機(jī)械電氣控制裝置中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)分散機(jī)械電氣控制裝置的集中管理，且能隔離機(jī)械電氣控制裝置中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，保障機(jī)械電氣控制裝置的運(yùn)行安全、穩(wěn)定。

2.PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的作用

2.1優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程

PLC技術(shù)的兼容性相對(duì)較好，能夠與其他技術(shù)結(jié)合應(yīng)用。機(jī)械電氣控制裝置中，將PLC技術(shù)與其他技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械電氣裝置生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化。正是憑借著這一優(yōu)勢(shì)，目前PLC技術(shù)在各種機(jī)械電氣裝置的生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。

2.2提升運(yùn)行效率

機(jī)械電氣控制裝置中對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，可簡(jiǎn)化相關(guān)安裝流程，并能使安裝過(guò)程變得更加便捷、高效，從而有利于提升機(jī)械電氣工程的運(yùn)行效率。

2.3改善運(yùn)行性能

機(jī)械電氣裝置生產(chǎn)與使用過(guò)程中，在應(yīng)用PLC技術(shù)的時(shí)候，可以與集成技術(shù)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建集成化的PLC控制系統(tǒng)。集成化的PLC控制系統(tǒng)，可更加廣泛地收集信息，提高機(jī)械電氣裝置生產(chǎn)與使用過(guò)程中的抗干擾能力，進(jìn)一步改善機(jī)械電氣裝置的運(yùn)行性能。

2.4快速解決故障

機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)，不僅可以提高機(jī)械電氣控制裝置的自動(dòng)化水平，還可以賦予其自我檢測(cè)功能。機(jī)械電氣控制裝置運(yùn)行過(guò)程中，如果發(fā)生故障，則可借助自我檢測(cè)功能，第一時(shí)間找到故障的具體部位，并做出預(yù)警，以便于檢修人員進(jìn)行檢查、維修，及時(shí)消除故障，進(jìn)而保障機(jī)械電氣控制裝置的可靠運(yùn)行。

3.PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的有效應(yīng)用策略

3.1明確PLC技術(shù)的作用原理

為充分發(fā)揮PLC技術(shù)的作用與價(jià)值，機(jī)械電氣控制裝置中，實(shí)際應(yīng)用PLC技術(shù)的時(shí)候，應(yīng)明確其作用原理。PLC技術(shù)的作用原理如下。第一，采樣輸入環(huán)節(jié)。在采樣輸入這一環(huán)節(jié)，主要是使用掃描儀進(jìn)行掃描，廣泛收集數(shù)據(jù)信息，并對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工、處理，在機(jī)械電氣控制裝置中予以妥善存儲(chǔ)。這些經(jīng)過(guò)掃描、加工、整理、保存的數(shù)據(jù)信息，在機(jī)械電氣控制裝置的實(shí)際使用過(guò)程中不會(huì)被改變、丟失。第二，操作過(guò)程。操作過(guò)程中，主要是應(yīng)用PLC技術(shù)對(duì)采集到的信息進(jìn)行全方位掃描，根據(jù)梯形圖對(duì)信息進(jìn)行計(jì)算，并從中篩選出符合邏輯的信息，再將這些信息輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中去。為確保PLC能夠有效控制系統(tǒng)，保證后續(xù)控制指令能夠被正常發(fā)出，這個(gè)過(guò)程中，應(yīng)使采集的信息處于原始狀態(tài)，從而使采樣信息的輸入與之前的狀態(tài)保持相同，進(jìn)而確保控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。第三，輸出環(huán)節(jié)。上述兩個(gè)環(huán)節(jié)完成之后，便可以應(yīng)用PLC技術(shù)進(jìn)行輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械電氣控制裝置的有效控制。在輸出環(huán)節(jié)，為確保輸出結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)對(duì)具體的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理控制，保證其在輸出電路之中能夠獲得理想的控制。

3.2PLC技術(shù)在集中控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

在機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)的時(shí)候，可以借助PLC，建設(shè)集中控制系統(tǒng)架構(gòu)，將各種相關(guān)設(shè)備聯(lián)系起來(lái)，組成基礎(chǔ)管理體系。集中控制系統(tǒng)中采用PLC，可確保相關(guān)裝置能夠嚴(yán)格按照預(yù)定模式或者是特定流程進(jìn)行運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集中性的提高，為管理活動(dòng)提供有力支持。相較于單一控制系統(tǒng)，建立在PLC技術(shù)基礎(chǔ)上的集中控制系統(tǒng)，可以提高運(yùn)行效率，同時(shí)還可以降低成本。但目前集中控制系統(tǒng)也存在著一定的不足，有待進(jìn)一步研究，例如，集中控制運(yùn)行的過(guò)程中，如果某一個(gè)機(jī)械電氣裝置需要更改應(yīng)用程序，則集中控制系統(tǒng)便要進(jìn)入停機(jī)狀態(tài)，單獨(dú)關(guān)閉一個(gè)機(jī)械電氣裝置，便會(huì)導(dǎo)致其他控制對(duì)象發(fā)生連鎖反應(yīng)，容易使系統(tǒng)意外停機(jī)，因此，還需給予優(yōu)化與完善。

3.3 PLC技術(shù)在分散控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

將PLC技術(shù)應(yīng)用在分散控制系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)分散控制系統(tǒng)適用范圍的擴(kuò)大。分散控制系統(tǒng)有著良好的穩(wěn)定性、抗干擾能力，一些系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障問(wèn)題的時(shí)候，分散控制系統(tǒng)可以單獨(dú)對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行斷電，從而可以避免故障的惡化。但以往，由于分散控制系統(tǒng)對(duì)使用條件的要求較高，因此其并未得到廣泛應(yīng)用。將PLC技術(shù)應(yīng)用在分散控制系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)分散控制系統(tǒng)、設(shè)備間的有效銜接，且可實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的銜接，保障生產(chǎn)過(guò)程的安全性、穩(wěn)定性。對(duì)分散控制系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的時(shí)候，一般需要建設(shè)上級(jí)控制系統(tǒng)，以控制全部子系統(tǒng)。在分散控制系統(tǒng)中應(yīng)用具有覆蓋范圍較廣、計(jì)算能力強(qiáng)等特征的PLC技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)分散控制系統(tǒng)的完善，更好地滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)要求。

3.4 PLC在開(kāi)關(guān)邏輯中的應(yīng)用

機(jī)械電氣控制裝置中，為提高控制水平與效果，應(yīng)盡可能地做到多個(gè)開(kāi)關(guān)同步發(fā)揮作用，這便提高了對(duì)機(jī)械電氣控制裝置動(dòng)力的要求。面對(duì)這樣的情況，可以將PLC技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械電氣控制裝置中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)的邏輯控制，對(duì)機(jī)械電氣控制裝置中的工序進(jìn)行合理應(yīng)用。對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械電氣控制裝置的邏輯管理，有利于開(kāi)發(fā)多功能的機(jī)械電氣控制裝置。此外，在機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)，還可以借助芯片技術(shù)來(lái)取代繼電保護(hù)裝置，可以豐富機(jī)械電氣控制裝置的功能[1-2]。

3.5 PLC在安全監(jiān)控中的應(yīng)用

機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)的時(shí)候，可借助PLC，對(duì)相關(guān)裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，為自動(dòng)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)奠定良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，還可以收集到更加全面、豐富的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，將這些信息傳輸?shù)娇刂浦行?，便可?yīng)用總控系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一分析、處理。采用合理的設(shè)備監(jiān)測(cè)，可對(duì)機(jī)械電氣控制裝置進(jìn)行統(tǒng)一管理、調(diào)度，并能根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面，準(zhǔn)確掌握機(jī)械電氣控制裝置的運(yùn)行情況，在此基礎(chǔ)上，還可以對(duì)機(jī)械電氣控制裝置進(jìn)行智能化分析，保證機(jī)械電氣控制裝置始終處于最佳狀態(tài)[3-4]。

3.6 PLC在生產(chǎn)參數(shù)控制中的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)中，嚴(yán)格控制產(chǎn)品參數(shù)是一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容。在以往的控制系統(tǒng)中，修改、調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)的時(shí)候，流程比較復(fù)雜，也會(huì)給生產(chǎn)效益帶來(lái)一定的不利影響。而應(yīng)用PLC技術(shù)之后，可以方便、快捷地控制、調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)。由于受到各種因素的干擾，實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生一些變量參數(shù)，從而在一定程度上影響產(chǎn)品質(zhì)量，也會(huì)給控制信號(hào)生成造成干擾。通過(guò)應(yīng)用PLC技術(shù)，可以在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)化，信號(hào)數(shù)字具有良好的抗干擾能力，可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)整體抗干擾能力的提高，避免出現(xiàn)信號(hào)失真的問(wèn)題，可有效提高產(chǎn)品質(zhì)量[5-6]。

3.7民PLC在故障排查中的應(yīng)用

機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)的時(shí)候，可在故障排查中有效應(yīng)用PLC技術(shù)。第一，機(jī)械電氣控制裝置運(yùn)行過(guò)程中，可使用PLC技術(shù)對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查，且可以自動(dòng)生成相關(guān)信息，并發(fā)送給管理人員。在接收到信息之后，管理人員便能準(zhǔn)確了解機(jī)械電氣控制裝置的實(shí)際運(yùn)行狀況。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)某一電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中存在故障的時(shí)候，PLC便會(huì)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，以便于管理人員及時(shí)進(jìn)行檢查與維修。第二，機(jī)械電氣控制裝置運(yùn)行過(guò)程中，可以借助PLC收集相關(guān)信息，并將這些信息反饋給管理人員，管理人員對(duì)這些信息進(jìn)行分析、整理，便可以迅速找到故障發(fā)生的具體位置，并進(jìn)行相應(yīng)的處理?？偠灾诠收吓挪橹杏行?yīng)用PLC技術(shù)，可以有效縮短故障的診斷、檢修時(shí)間，這對(duì)于保障機(jī)械電氣控制裝置的穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的意義。

4結(jié)語(yǔ)

綜上，機(jī)械電氣控制裝置中，PLC技術(shù)有著良好的作用。因此，應(yīng)在正確認(rèn)識(shí)PLC技術(shù)、明確PLC技術(shù)作用原理的基礎(chǔ)上，在集中控制系統(tǒng)、分散控制系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)邏輯、安全監(jiān)控、生產(chǎn)參數(shù)控制、故障排查中有效應(yīng)用PLC技術(shù)，充分發(fā)揮PLC技術(shù)的作用，提高機(jī)械電氣控制裝置的功能。

參考文獻(xiàn)

[1]張婷.PLC控制系統(tǒng)在機(jī)械電氣控制的應(yīng)用——評(píng)《三菱PLC機(jī)械電氣控制及應(yīng)用實(shí)例》[J].有色金屬工程，2021，11（12）：129.

[2]張偉.淺析農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣自動(dòng)控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用效果[J].南方農(nóng)業(yè)，2021，15（30）：201-202.

[3]何繼賢.PLC自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣控制中的應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2021（6）：29-30.

[4]齊群.PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用研究[J].裝備制造技術(shù)，2021（4）：150-152.

[5]張悅.PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用探究[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2021（3）：192-193.

[6]馮洪高.PLC技術(shù)在機(jī)電控制系統(tǒng)中的合理應(yīng)用研究——評(píng)《機(jī)電控制與可編程控制器技術(shù)》[J].有色金屬工程，2021，11（12）：131.