機(jī)械電氣控制裝置PLC技術(shù)分析

劉毅

（重慶中國(guó)三峽博物館，重慶 400042）

隨著我國(guó)社會(huì)整體發(fā)展水平的不斷提升，以往的機(jī)械生產(chǎn)方式已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代社會(huì)工程發(fā)展的需求，并且在其發(fā)展中出現(xiàn)了各種矛盾。所以，在這樣的大環(huán)境背景下，PLC技術(shù)進(jìn)入人們的視野中，并受到了廣泛的關(guān)注和重視。PLC技術(shù)在機(jī)電工程中的應(yīng)用從根本上解決了機(jī)械電氣控制裝置應(yīng)用中的很多問(wèn)題。并且PLC技術(shù)開始成為傳統(tǒng)機(jī)械電氣控制技術(shù)的新代替品，成為更加具有優(yōu)勢(shì)的機(jī)械電氣控制技術(shù)，為我國(guó)電氣行業(yè)的健康發(fā)展提供了重要的基礎(chǔ)支撐和保障。所以，對(duì)機(jī)械電氣控制裝置中PLC技術(shù)進(jìn)行分析研究，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值和意義。

1 PLC技術(shù)介紹

1.1 PLC技術(shù)概念

PLC技術(shù)是一種結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)并以此為應(yīng)用基礎(chǔ)的，常常應(yīng)用在電子裝置中，可以針對(duì)不同類型的接卸設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理控制的一種技術(shù)。PLC技術(shù)的應(yīng)用可以很好地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化的生產(chǎn)目標(biāo)，讓機(jī)械生產(chǎn)使用的效果和效率得到更好的提升?，F(xiàn)階段，PLC技術(shù)在機(jī)械電氣裝置中進(jìn)行應(yīng)用可以保障最終效果的穩(wěn)定性，并且還可以大大提升生產(chǎn)的實(shí)際效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的目標(biāo)。

另外，通過(guò)PLC技術(shù)還可以為機(jī)電一體化的全面性發(fā)展提供重要的技術(shù)支撐，大大減少生產(chǎn)消耗，讓整個(gè)機(jī)器安裝更加靈活簡(jiǎn)單，合理配置機(jī)械設(shè)備，讓整個(gè)系統(tǒng)更加滿足機(jī)械生產(chǎn)需求。

1.2 PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）提高工作效率。在機(jī)電控制單元中引入PLC技術(shù)，可以對(duì)機(jī)電安裝的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行完善，這樣避免了一些不必要的環(huán)節(jié)，保障了安裝的精準(zhǔn)性，對(duì)于提高機(jī)械電氣工程的工程效率和質(zhì)量起到了很好的作用。

（2）抗干擾能力更強(qiáng)。PLC技術(shù)在機(jī)電生產(chǎn)中的應(yīng)用，大大提高了所能接受集成信息的數(shù)量和類型，這樣為整個(gè)機(jī)電運(yùn)行系統(tǒng)的抗干擾性奠定了很好的基礎(chǔ)，并且對(duì)于機(jī)械電器運(yùn)行過(guò)程也起到了很好的優(yōu)化作用，讓機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)行和使用性能和效果更加明顯和突出。

（3）提升了自我檢測(cè)效果。PLC技術(shù)自身還具有檢測(cè)功能，可以對(duì)運(yùn)行錯(cuò)誤進(jìn)行準(zhǔn)確定位，同時(shí)，還可以在發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后及時(shí)發(fā)出警報(bào)告知用戶，這樣用戶就可以在第一時(shí)間來(lái)對(duì)錯(cuò)誤位置進(jìn)行及時(shí)修復(fù)，減少了機(jī)電設(shè)備和系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，保障了機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行效率和質(zhì)量，保障了生產(chǎn)。

（4）可以和其他系統(tǒng)兼容運(yùn)用。PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，使用時(shí)還可以和其他技術(shù)進(jìn)行充分的結(jié)合，這樣就可以讓機(jī)械電氣生產(chǎn)得到更好的完善和優(yōu)化，并且PLC技術(shù)還可以在不同的機(jī)械電氣生產(chǎn)過(guò)程中得到應(yīng)用，大大提升了機(jī)械電氣生產(chǎn)效率和質(zhì)量，可以和其他不同的系統(tǒng)進(jìn)行兼容性使用。

（5）編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)和使用更加簡(jiǎn)單。很多使用者對(duì)于電子電路和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用原理并不認(rèn)識(shí)，所以，對(duì)于計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編程也是一竅不通，但是，通過(guò)使用PLC技術(shù)可以很好地解決這些問(wèn)題。主要是因?yàn)镻LC技術(shù)中的編寫程序非常簡(jiǎn)單，借助梯形語(yǔ)言來(lái)表示指令，這樣更便于使用者的理解和使用。

2 PLC技術(shù)的控制類型

2.1 DCS控制系統(tǒng)

DCS控制系統(tǒng)還被稱為分散控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的運(yùn)行是利用微處理器來(lái)進(jìn)行分散性控制和集中管理的，因?yàn)檫@種控制系統(tǒng)是一種儀表控制系統(tǒng)，因此，有著非常好的綜合協(xié)調(diào)能力和治理能力。在機(jī)械電氣裝置控制中應(yīng)用這種控制系統(tǒng)，主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來(lái)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的檢測(cè)和控制，并且還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械電氣控制裝置的集中化管理，對(duì)出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的裝置進(jìn)行隔離處理，這樣就可以保障其他裝置的正常運(yùn)行?？傊?，DCS控制系統(tǒng)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用可以讓控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定、安全運(yùn)行，同時(shí)，還可以將各種場(chǎng)合下的信息進(jìn)行收集整合，讓整個(gè)裝置的運(yùn)行狀態(tài)處在一個(gè)可以被控制的狀態(tài)。如果運(yùn)行中出現(xiàn)了一些故障，利用DCS控制系統(tǒng)可以很快地對(duì)故障位置進(jìn)行判斷，收集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)其他運(yùn)行裝置的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，確保其他系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

2.2 FCS控制系統(tǒng)

FCS控制系統(tǒng)還被人們稱為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)主要是借助信息技術(shù)來(lái)構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)，并以此為基礎(chǔ)對(duì)機(jī)械電氣裝置運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行整體性控制。FCS控制系統(tǒng)在機(jī)械電氣裝置中的應(yīng)用，可以對(duì)其運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，同時(shí)，這一控制系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)雙向傳播作用，并且還可以讓機(jī)械電氣控制裝置中的各種數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶钚碌臄?shù)字通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，更好地保障生產(chǎn)效率和質(zhì)量。另外，F(xiàn)CS控制系統(tǒng)在機(jī)械電氣裝置中的應(yīng)用，還可以提升整個(gè)裝置的智能化服務(wù)水平，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化的生產(chǎn)。此外，F(xiàn)CS控制系統(tǒng)也可以進(jìn)行多元化的控制。從FCS控制系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展方向上來(lái)看，其在機(jī)械電氣裝置系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了總線式數(shù)字通信、雙向得多節(jié)點(diǎn)通信等，從而讓機(jī)械電氣系統(tǒng)控制的高度集中結(jié)構(gòu)更具完整性，為企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展奠定了很好的基礎(chǔ)。FCS控制系統(tǒng)，還突破了傳統(tǒng)系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)過(guò)度依賴的限制，現(xiàn)階段可以讓位置分布更加科學(xué)合理，并且工作人員只需要按照事先設(shè)定的要求對(duì)機(jī)械電氣控制裝置進(jìn)行控制，就可以讓機(jī)械電氣控制效率得到很好的提升。

3 機(jī)械電氣控制裝置中PLC技術(shù)應(yīng)用流程

3.1 采樣輸入

在機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)，需要通過(guò)輸出采樣、輸出掃描、程序執(zhí)行等多個(gè)流程和過(guò)程，這樣才可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種電氣設(shè)備的控制工作。在進(jìn)行輸入采樣的過(guò)程中，PLC技術(shù)通過(guò)掃描的方式對(duì)所有輸入狀態(tài)下的各種數(shù)據(jù)信息等依次進(jìn)行讀取輸入，然后，再把這些存儲(chǔ)到I/O映像區(qū)域內(nèi)中所對(duì)應(yīng)的單元。在輸入采樣結(jié)束之后，再進(jìn)入程序執(zhí)行過(guò)程中，然后進(jìn)行輸出程序的刷新階段。在這兩個(gè)階段都結(jié)束后，如果輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)都出現(xiàn)了異動(dòng)的情況，那么，在I/O映像區(qū)域中所對(duì)應(yīng)的單元狀態(tài)和數(shù)據(jù)竟會(huì)保持不變。

3.2 用戶程序執(zhí)行流程

在用戶執(zhí)行工作要求的過(guò)程中，PLC技術(shù)會(huì)按照從上到下的方式對(duì)用戶程度進(jìn)行依次性的掃描，也就是梯形圖的形成階段。在進(jìn)行梯形圖掃描的過(guò)程中，需要先對(duì)梯形圖左邊的控制線路進(jìn)行掃描，也就是對(duì)觸電形成的線路進(jìn)行掃描，并且還要按照先左后右的方式以及先上后下的方式對(duì)所有控制范圍內(nèi)的線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算控制。然后，根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果來(lái)對(duì)該輸出線圈在I/O映像區(qū)域內(nèi)，或者是系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)所應(yīng)對(duì)的狀態(tài)進(jìn)行重新刷新處理，也可以決定是否按照此梯形圖的指令進(jìn)行生產(chǎn)。

3.3 輸出刷新

此階段是PLC控制器運(yùn)行程序的最終階段，此階段的控制其內(nèi)部中央處理器運(yùn)行需要按照I/O映像區(qū)域范圍內(nèi)中所對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息來(lái)進(jìn)行運(yùn)行處理，在刷新輸出鎖存電路后，將輸出信息傳送到PLC的外設(shè)設(shè)備中，借助外設(shè)控制的指令對(duì)機(jī)械電氣裝置內(nèi)部的各個(gè)功能性單元進(jìn)行設(shè)置控制。

4 機(jī)械電氣控制裝置中PLC技術(shù)應(yīng)用

4.1 選擇控制系統(tǒng)類型

PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用，需要銜接和PLC技術(shù)來(lái)對(duì)控制系統(tǒng)技術(shù)的類型進(jìn)行選擇確定。此項(xiàng)為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和前提。所以，需要對(duì)機(jī)械電氣控制裝置的實(shí)際情況和裝置的運(yùn)行需求等進(jìn)行綜合性考慮，然后選擇FCS系統(tǒng)控制類型還是DCS系統(tǒng)控制類型，選擇過(guò)程中，還要結(jié)合其適用性效果進(jìn)行選擇。FCS系統(tǒng)盤的功能比較多，并且操作和安裝非常簡(jiǎn)單快捷，應(yīng)用的成本比較低。PLC技術(shù)類型的確定是以系統(tǒng)性工作為基礎(chǔ)的，所以，在選擇時(shí)需要對(duì)技術(shù)類型進(jìn)行全面性的分析以此來(lái)保障系統(tǒng)技術(shù)類型的選擇符合機(jī)械電氣控制裝置的需要，并更好地確保該系統(tǒng)運(yùn)行的高效性。

4.2 對(duì)原理圖進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)

在機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)，需要事先進(jìn)行原理圖的科學(xué)設(shè)計(jì)，這也是機(jī)械電氣控制裝置設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中最基本和基礎(chǔ)的工作，在原理圖設(shè)計(jì)中還要體現(xiàn)出PLC技術(shù)在該裝置中的應(yīng)用效果和方式。通常情況下，原理圖設(shè)計(jì)時(shí)需要將裝置控制電路、主電路設(shè)計(jì)等融入其中，并且還要對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，還要對(duì)電氣設(shè)備的布置等進(jìn)行合理的劃分，并且還要在原理圖上進(jìn)行準(zhǔn)確的標(biāo)注，并對(duì)主線路和分線路進(jìn)行控制標(biāo)注，將不同裝置的保護(hù)作用進(jìn)行明確。另外，在進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)時(shí)，還要對(duì)所有的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行綜合性的分析和評(píng)估，以此確保原理圖中所有信息的準(zhǔn)確性、合理性和全面性，為后期機(jī)械電氣控制裝置的正常運(yùn)行提供參考保障。

4.3 選擇合理的設(shè)備技術(shù)

在機(jī)械和電氣控制設(shè)計(jì)中引入PLC技術(shù)有著更加科學(xué)明顯的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，但是，也具有很強(qiáng)的挑戰(zhàn)性，特別是需要選擇科學(xué)合理的設(shè)備型號(hào)。PLC技術(shù)設(shè)備的基本功能有著很大的差別和不同，所以，工作人員在選擇合適設(shè)備時(shí)，需要結(jié)合各個(gè)設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境和特點(diǎn)等來(lái)選擇科學(xué)合理的設(shè)備型號(hào)，選擇合適的應(yīng)用設(shè)備，以此更好地對(duì)設(shè)備整體效果進(jìn)行控制，并體現(xiàn)出更好的應(yīng)用價(jià)值和作用。

4.4 對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)

在機(jī)械電氣控制裝置中引入PLC技術(shù)的過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備設(shè)計(jì)是非常重要的，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的質(zhì)量水平將會(huì)直接對(duì)機(jī)械電氣控制裝置的運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響。所以，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，并結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行情況對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信內(nèi)容進(jìn)行合理性的配比分析。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)，可以很好地對(duì)整個(gè)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行有效控制，并且還可以發(fā)揮出PLC自動(dòng)化和智能化的作用和優(yōu)勢(shì)。PLC控制系統(tǒng)可以很好地將自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行整合應(yīng)用，從而對(duì)整個(gè)以計(jì)算機(jī)電氣設(shè)備的基礎(chǔ)的各種關(guān)聯(lián)性及生產(chǎn)線的穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確控制，從而保障生產(chǎn)效率和質(zhì)量。因此，為了更好地保障機(jī)械電氣行業(yè)的健康發(fā)展，需要給予PLC技術(shù)足夠的重視，不斷地對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用方法和步驟等進(jìn)行創(chuàng)新完善，從而發(fā)揮出PLC技術(shù)的最大價(jià)值和優(yōu)勢(shì)，為我國(guó)機(jī)械電氣行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)重要的技術(shù)支撐。