PLC 技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用探討

張方輝，李奇，孟穎

（濟(jì)南軌道交通集團(tuán)建設(shè)投資有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

PLC 技術(shù)可以簡單地理解為有邏輯、可編程的控制器，是融合計(jì)算機(jī)技術(shù)與智能技術(shù)的全新技術(shù)。這種技術(shù)能夠依照實(shí)際的工作需求來完成編程任務(wù)，能夠獨(dú)立完成各種數(shù)據(jù)運(yùn)算，同時，對于所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息也可以進(jìn)行保存。除此以外，PLC 技術(shù)還能夠?qū)⑤斎肓鞒棠K和輸出流程模塊進(jìn)行鏈接，實(shí)現(xiàn)立體化工作流程。在PLC 技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程中，初級階段就是繼電器管理平臺的替代品，在不斷的發(fā)展中逐漸應(yīng)用到機(jī)電控制設(shè)備當(dāng)中，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，技術(shù)功能也越來越完備，應(yīng)用范圍也越來越廣泛。但是，在實(shí)際的工作運(yùn)行中，諸多問題也逐一展現(xiàn)，PLC 技術(shù)還需要不斷地進(jìn)行完善和提升，以便更好地服務(wù)于機(jī)械電氣控制裝置。

1 PLC 概述

1.1 PLC 的組成

PLC 的組成主要分為2 部分，一種是固定式，另一種是模塊式。在PLC 技術(shù)中，CPU 是其中的核心部件，同時也需要搭配外設(shè)備編程器、I/O 輸出接口、存儲器，以及電源。從PLC 結(jié)構(gòu)來分析，整體分為內(nèi)、外2 個部分。內(nèi)部主要是進(jìn)行整體控制，如地址總線、電源總線以及數(shù)據(jù)總線，外部則是對控制對象進(jìn)行匹配設(shè)置。

1.2 PLC 的優(yōu)勢

在實(shí)際的工作應(yīng)用中，PLC 技術(shù)可以進(jìn)行數(shù)字化運(yùn)算，對操作系統(tǒng)整體進(jìn)行控制，通過數(shù)字化技術(shù)和信號模擬，對內(nèi)部的儲存功能進(jìn)行控制，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行加工生產(chǎn)。PLC 技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域和范圍比較廣泛，如機(jī)械自動化數(shù)字控制、負(fù)反饋控制，以及機(jī)器人控制等等。在實(shí)際操作中，體現(xiàn)的優(yōu)勢有抗干擾能力強(qiáng)、系統(tǒng)搭配簡便、編程語言易讀、錯誤修改便捷、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性較高等，能夠?yàn)楫a(chǎn)業(yè)的發(fā)展提升經(jīng)濟(jì)效益。

2 機(jī)電控制裝置中的PLC 技術(shù)應(yīng)用原理

2.1 采樣輸入

在機(jī)電控制裝置中，PLC 技術(shù)最基礎(chǔ)的應(yīng)用環(huán)節(jié)是采樣輸入，需要相關(guān)的技術(shù)人員，通過使用掃描儀對PLC 技術(shù)進(jìn)行掃描，開展數(shù)據(jù)信息的收集，對于收集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工處理，儲存到機(jī)電控制裝置內(nèi)部。與此同時，這些數(shù)據(jù)的安全性較高，集中了對數(shù)據(jù)的保護(hù)，便于后續(xù)的使用。

2.2 操作過程

在收集到相關(guān)的信息數(shù)據(jù)后，進(jìn)行具體的PLC 技術(shù)應(yīng)用，具體的操作過程是通過PLC 技術(shù)全方位掃描采集到的信息，在依據(jù)梯形圖對已知的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行復(fù)核處理，篩選出所需要的信息后，再進(jìn)行系統(tǒng)錄入。在此期間，為了實(shí)現(xiàn)PLC 技術(shù)對整體的把控，以及保障后續(xù)工作的順利實(shí)施，要保持?jǐn)?shù)據(jù)的原始狀態(tài)和輸入前后的數(shù)據(jù)一致性，進(jìn)而促進(jìn)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

2.3 輸出階段

在相關(guān)信息錄入完成后，使用PLC 技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，對機(jī)電控制裝置進(jìn)行整體的管控。在這一環(huán)節(jié)中，對于每個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)要進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，保障數(shù)據(jù)的科學(xué)性，控制好輸出工作的進(jìn)展，確保整體輸出結(jié)構(gòu)的合理性和科學(xué)性。

3 PLC 技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的類型

在機(jī)械電氣控制裝置中，PLC 技術(shù)具體應(yīng)用類型主要分為兩大類，一類是FCS 系統(tǒng)，另一類是DCS 系統(tǒng)。隨著技術(shù)水平的不斷提升，PLC 技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的控制裝置。

3.1 FCS 系統(tǒng)

PLC 技術(shù)在應(yīng)用過程中，F(xiàn)CS 系統(tǒng)是主要的形式之一，也就是我們常說的現(xiàn)場總線型控制系統(tǒng)，主要使用的就是智能化和自動化的機(jī)械電器裝置所創(chuàng)設(shè)的一種網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，應(yīng)用性較強(qiáng)，能夠?yàn)闄C(jī)械電器裝置提供優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)的有效傳輸，促進(jìn)機(jī)械電氣控制的生產(chǎn)。FCS 系統(tǒng)為機(jī)械電氣裝置提供良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的智能化、自動化，進(jìn)而提升了整體的裝置效果，發(fā)揮了積極的作用。

3.2 DCS 系統(tǒng)

DCS 是集散型控制系統(tǒng)，是PLC 技術(shù)中的主要控制形式之一，包括分散式的控制、集中式的管理，以及對于緊急情況的處理，對整體的運(yùn)行起到了監(jiān)督和控制的作用。簡單地說，DCS 系統(tǒng)的作用是為機(jī)械電氣控制提供安全保障，創(chuàng)造平穩(wěn)運(yùn)行的環(huán)境，進(jìn)而提升工作效率與生產(chǎn)效率，進(jìn)而保證機(jī)械電器裝置工作的最佳狀態(tài)，同時，對于其中出現(xiàn)的問題和故障，也會第一時間發(fā)現(xiàn)，并做出相對應(yīng)的應(yīng)急處理措施，以保障系統(tǒng)的完整性、有序性，促進(jìn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在PLC 技術(shù)應(yīng)用中DCS系統(tǒng)發(fā)揮著積極的作用，為后續(xù)的工作發(fā)展提供了保障和依據(jù)。

4 機(jī)械電氣控制裝置的內(nèi)涵

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平得到了有效的提升，機(jī)械電氣控制裝置在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在機(jī)械領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，相比傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)展模式，現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展得到了迅猛的增長。在實(shí)際的生產(chǎn)加工中，新興技術(shù)得到了應(yīng)用，這也是產(chǎn)品質(zhì)量不斷提升進(jìn)步的關(guān)鍵；在機(jī)械電氣控制的應(yīng)用過程中，新興技術(shù)的發(fā)展為行業(yè)提供了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，為發(fā)展提供了積極有利的條件，使得PLC 技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的有效應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

在實(shí)際的機(jī)械電氣控制應(yīng)用中，電氣控制指的是電氣設(shè)備的二次控制回路。其中的重要控制組成部分主要分為6 個部分，分別是自鎖回路、保持電氣設(shè)備運(yùn)行安全運(yùn)行、連續(xù)工作的閉鎖等；自動回路，在具備效率和公平的手動力；供電回路，提供電源能量；信號回路，在工作中顯示線路工作狀態(tài)的信號路徑；保護(hù)回路，對電路與電氣設(shè)備實(shí)施維修和保護(hù)；制動停車回路，依據(jù)遇到的特殊狀況采取的緊急制動措施?？偠灾谡w的電氣設(shè)備中，能夠?qū)Ω邏汉碗姎饪刂蒲b置的強(qiáng)大電流進(jìn)行控制，能夠進(jìn)行自動化管控。以保障在運(yùn)行期間，一旦出現(xiàn)了問題故障，系統(tǒng)就會第一時間進(jìn)行維修處理，防止造成嚴(yán)重的問題和更大的經(jīng)濟(jì)損失。除此以外，還可以通過信號顯示，實(shí)時掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自我保護(hù)以及自動化處理，使系統(tǒng)良好地運(yùn)行，提升整體的生產(chǎn)效率。

5 機(jī)電控制裝置中PLC 技術(shù)的應(yīng)用

5.1 在基本控制中的應(yīng)用

就現(xiàn)階段的發(fā)展來看，在機(jī)電控制裝置系統(tǒng)內(nèi)中的應(yīng)用，PLC 技術(shù)在整體的運(yùn)行中發(fā)揮著積極的作用，是機(jī)電控制裝置系統(tǒng)中的基本功能，為最終的方案設(shè)計(jì)進(jìn)行服務(wù)，促進(jìn)整體的系統(tǒng)運(yùn)行，因此，要結(jié)合實(shí)際的發(fā)展情況，分析PLC 技術(shù)的影響因素，具體因素包括設(shè)備大小、設(shè)備信號、設(shè)備數(shù)量，以及設(shè)備類型等，對PLC技術(shù)的產(chǎn)生重要的影響。通過充分的了解和分析，并且依據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)圖紙和數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的分析，不斷地提升PLC 技術(shù)在機(jī)電控制裝置中的基本應(yīng)用，加強(qiáng)對PLC技術(shù)的優(yōu)化和升級，進(jìn)而提高PLC 技術(shù)對機(jī)電控制裝置的有效控制，為后期的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，從而為PLC 技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的有效應(yīng)用發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

5.2 在集成控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，在市場的發(fā)展中，機(jī)電一體化技術(shù)受到了企業(yè)發(fā)展的高度重視，相比傳統(tǒng)的機(jī)電控制裝置，機(jī)電一體化技術(shù)朝著集中控制方向發(fā)展，集成控制系統(tǒng)建設(shè)也越來越成熟，對PLC 技術(shù)有著積極的促進(jìn)作用。通常情況下，在機(jī)電控制裝置的實(shí)際應(yīng)用過程中，需要使用PLC 技術(shù)對電氣設(shè)備和中央系統(tǒng)進(jìn)行整體的控制，促進(jìn)運(yùn)行的合理性和科學(xué)性，有利于對集成系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對操作流程進(jìn)行簡單化的梳理，以便于相關(guān)工作人員更好地應(yīng)用，為后續(xù)工作的開展奠定基礎(chǔ)。在實(shí)際的工作過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)形式也存在一定的問題，由于每個機(jī)器設(shè)備之間的連接較為緊密，聯(lián)系較為密切系統(tǒng)的整體性較強(qiáng)，需要進(jìn)行中央控制和管理，一旦發(fā)生問題，就會造成整體的系統(tǒng)癱瘓，維修起來也比較費(fèi)時費(fèi)力，對整體工程項(xiàng)目的發(fā)展造成嚴(yán)重的影響。在應(yīng)對這種問題時，將PLC 技術(shù)進(jìn)行集成管理，設(shè)置相應(yīng)的管控系統(tǒng)，就可以實(shí)現(xiàn)自動化管理，實(shí)時獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，及時地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的異常行為，降低事故發(fā)生的概率，提升系統(tǒng)的運(yùn)行效率，保障工作的梳理運(yùn)行，以便于能夠及時地避免上述問題的發(fā)生，進(jìn)而有效地降低經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。

5.3 在分散控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

在實(shí)際的工程運(yùn)行過程中，機(jī)電設(shè)備中分散控制裝置分布在更重要的部位中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對各部分的管控，同時，將PLC 技術(shù)應(yīng)用其中，就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分散化的集中管控，更好地對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的管理和控制，在此基礎(chǔ)上，還要借助電子通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的配合，實(shí)現(xiàn)完整的機(jī)電設(shè)備連接，保障各個環(huán)節(jié)之間的信息交流，實(shí)現(xiàn)資源共享，使各個環(huán)節(jié)之間建立緊密的連接，便于集中統(tǒng)一的管理和控制，以保障在每個環(huán)節(jié)中能夠及時有效地得到應(yīng)用，方便數(shù)據(jù)的及時供應(yīng)，為各個環(huán)節(jié)的發(fā)展提供便利，在生產(chǎn)過程中，有利于抵消不良因素的影響，健全機(jī)械電氣控制系統(tǒng)。

5.4 在邏輯開關(guān)中的應(yīng)用

在機(jī)電設(shè)備控制的應(yīng)用過程中，邏輯開關(guān)對于整個編程的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用，是運(yùn)行中不可或缺的設(shè)備，但是，由于傳統(tǒng)的邏輯開關(guān)是需要通過繼電器的各個電路對每臺機(jī)器進(jìn)行單獨(dú)控制的，在實(shí)際操作過程中比較煩瑣，不僅會消耗大量的人力物力，同時對有機(jī)電設(shè)備的控制的最終效果也有著消極的影響。隨著科技的進(jìn)步發(fā)展，技術(shù)水平也得到了有效的發(fā)展和提升，在PLC 技術(shù)中，邏輯開關(guān)得到了有效的應(yīng)用，在傳統(tǒng)的邏輯開關(guān)中做了很大的技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)在的效果和功能。除此以外，還需要把邏輯開關(guān)和PLC 技術(shù)之間建立連接，促進(jìn)企業(yè)整體生產(chǎn)線的順利運(yùn)行，進(jìn)而有效地控制各個環(huán)節(jié)，保障設(shè)備之間的有效配合，促進(jìn)生產(chǎn)得到良好運(yùn)行，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)大的技術(shù)支持，而提升機(jī)械電氣控制的整體效果與效率。

5.5 在故障排除中的應(yīng)用

在機(jī)電控制裝置應(yīng)用過程中，PLC 技術(shù)的發(fā)展也是需要保障的，在系統(tǒng)運(yùn)行中，為了有效地降低出現(xiàn)事故問題的概率，就需要在PLC 技術(shù)應(yīng)用過程中，做好故障排除，首先，要對使用的每臺設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)全面的檢測，再通過信息管理人員進(jìn)行信息的錄入，幫助工作人員掌握每臺設(shè)備的實(shí)際情況，從而極大地提高機(jī)械電氣控制的效率和質(zhì)量。

與此同時，還要結(jié)合PLC 系統(tǒng)的編程特征，并且結(jié)合企業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況，對各個機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時調(diào)整，這樣在PLC 技術(shù)運(yùn)行過程中，就可以對機(jī)電控制裝置進(jìn)行實(shí)時管理和調(diào)控，以便于能夠及時發(fā)現(xiàn)異常行為，工作人員在接到信息后，及時地進(jìn)行維修處理，第一時間找到故障發(fā)生的具體位置。在管理人員和維修人員的修護(hù)過程中，要先查明問題原因，進(jìn)行對癥下藥，提高維修工作的精準(zhǔn)性，對于整體設(shè)備的運(yùn)行有著積極的促進(jìn)作用，能夠在較短的時間內(nèi)排除出發(fā)生故障的具體原因，大大提升了維修的實(shí)效性和精準(zhǔn)性，為后續(xù)的工作運(yùn)行提供保障依據(jù)，增加了機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定性、安全性以及可靠性。

6 結(jié)語

綜上所述，在PLC 技術(shù)的應(yīng)用過程中，為機(jī)械電氣控制行業(yè)發(fā)展提供保障，近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，信息技術(shù)也有了很大程度的進(jìn)步，在機(jī)電控制裝置中，PLC 技術(shù)得到了合理的應(yīng)用發(fā)展，為機(jī)電控制裝置提供了穩(wěn)定的運(yùn)行和安全保障，隨著信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，PLC 技術(shù)也在不斷地進(jìn)步和發(fā)展，逐漸實(shí)現(xiàn)了自動化控制。本文通過機(jī)電控制裝置中的PLC 技術(shù)應(yīng)用原理中的采樣輸入、操作過程、輸出階段進(jìn)行深入的分析和了解，在此基礎(chǔ)上，就機(jī)電控制裝置中PLC 技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探究，通過對基本控制中的應(yīng)用、集成控制系統(tǒng)中的應(yīng)用、分散控制系統(tǒng)中的應(yīng)用、邏輯開關(guān)中的應(yīng)用以及故障排除中的應(yīng)用等多方面進(jìn)行分析，幫助企業(yè)節(jié)約人力資源，減低工業(yè)生產(chǎn)成本，進(jìn)而提升產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)健康循環(huán)發(fā)展，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)電裝置自動化控制效果的進(jìn)一步提升，有效改善機(jī)械電氣控制裝置的應(yīng)用，最終促進(jìn)機(jī)械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。