試析PLC技術(shù)基礎(chǔ)上的工程機械控制系統(tǒng)

王剛元武昌工學院

試析PLC技術(shù)基礎(chǔ)上的工程機械控制系統(tǒng)

王剛元
武昌工學院

充分利用PLC技術(shù)，能夠?qū)こ虣C械的控制系統(tǒng)進行有效改進，進一步使工程機械的自動化水平得到有效提升。本課題筆者在分析基于PLC技術(shù)的工程機械控制系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，進一步對基于PLC技術(shù)的工程機械控制系統(tǒng)的有效實現(xiàn)進行了探究，希望以此為工程機械自動化水平的提升提供一些具有價值性的參考依據(jù)。

PLC技術(shù)；工程機械；控制系統(tǒng)

引言

以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)的工程機械控制系統(tǒng)通常由于三大部分組成，即為初始化、車上控制及遙控控制[1]。最為典型的便是軍用工程機械控制系統(tǒng)。長期實踐表明，要想使工程機械的控制系統(tǒng)得到有效改進，便需要對PLC技術(shù)充分利用，將其把人工手動控制取而代之，從而提高工程機械控制的自動化水平。鑒于此，本課題對“PLC技術(shù)基礎(chǔ)上的工程機械控制系統(tǒng)”進行分析與探究具有較為深遠的重要意義。

1 基于PLC技術(shù)的工程機械控制系統(tǒng)功能分析

1.1 控制功能概述

以某軍用工程機械為例，其主要作用于土方開挖工作當中，工程機械涵蓋了十六項控制功能，最為典型的有“挖壕/挖坑選擇”、“手動/自動選擇”、“翻轉(zhuǎn)架上升及下方控制”以及“浮動控制”等[2]。在PLC技術(shù)的融合下，對此工程機械系統(tǒng)提出了更高的要求，即為要求多兩個控制回路。

1.2 主要涉及的兩個控制回路

對于要求多兩個控制回路，一個為車上控制回路，另一個為無線遙控回路。這兩個控制回路均需要在遙控狀態(tài)下方可實現(xiàn)。

一方面，對于車上控制回路，主要的構(gòu)件有開關(guān)量輸入及模擬量輸入，主要的控制對象是行使裝置與車上工作裝置。除此之外，還對工作當中發(fā)生的操作失誤及異常狀況發(fā)出警報，從而使出現(xiàn)的故障能夠獲取第一時間的處理。

另一方面，對于無線遙控回路，是同樣擁有車上控制系統(tǒng)的功能的，與此同時還具備多項控制功能，比如車輛轉(zhuǎn)向的控制、換擋的控制、油門調(diào)節(jié)及制動等方面的控制。對于遙控回路來說，是把遙控信號傳輸至PLC的，進一步讓PLC進行系統(tǒng)化的處理。PLC能夠把有用的數(shù)據(jù)，比如檔位狀態(tài)等及時地向遙控器的處理單元反饋，這樣操作員便能夠?qū)囕v的狀態(tài)充分掌握。基于無線遙控作業(yè)當中，遙控器的處理單元是具有一定的作用的，比如對于出現(xiàn)的失誤操作，便能夠通過遙控器的處理單元發(fā)出警報。除此之外，如果有緊急狀況發(fā)生，PLC便能夠具體情況具體分析，進一步作出有針對性的處理措施。

2．基于PLC技術(shù)的工程機械控制系統(tǒng)的有效實現(xiàn)

結(jié)合基于PLC技術(shù)的工程機械控制系統(tǒng)圖示（圖1）。在根據(jù)該控制系統(tǒng)中初始化、車上控制及遙控控制三大部分，可知對于以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)的工程機械控制系統(tǒng)的實現(xiàn)，是需要從初始化、車上控制及遙控控制三大方面著手的。

基于PLC技術(shù)的工程機械控制系統(tǒng)圖示

2.1 初始化的有效實現(xiàn)

在系統(tǒng)通電后，PLC首先實現(xiàn)的便是初始化。系統(tǒng)的初始化又分為兩個部分，一部分為系統(tǒng)的自檢，另一部分為基于遙控狀態(tài)位的初始化[3]。

對于系統(tǒng)的自檢來說，是在系統(tǒng)自身發(fā)生錯誤，或者系統(tǒng)運行外部條件不充分的情況下，便會通過發(fā)出警報，從而使控制系統(tǒng)的運作停止。比如是否具備擴展模塊、又比如上電是不是處于正常狀態(tài)，這類問題均屬于系統(tǒng)方面的問題。

對于以遙控狀態(tài)位為基礎(chǔ)的初始化來說，是體現(xiàn)在設(shè)置及遙控狀態(tài)位本身。系統(tǒng)所使用的接收遙控指令為“RS485”型號，因此在設(shè)置方面便需要充分完善，比如自由端口號的設(shè)置、字符數(shù)據(jù)位的設(shè)置以及校驗方面的設(shè)置等。

在完成自行檢查之后，控制系統(tǒng)便可以根據(jù)車上的狀態(tài)開關(guān)，進一步對控制方式進行判斷，主要看其屬于車上控制方式，還是屬于遙控控制方式。對于不同的控制方式，是有相對性的控制程序的。

2.2 車上控制的有效實現(xiàn)

對于車上控制來說，主要是對車上控制面板開關(guān)設(shè)置的情況進行判斷，進一步作出相應(yīng)的執(zhí)行操作。若為手動操作，那么每一項操作均需要由工作人員加以控制。若為自動操作，能夠便需要對時間、轉(zhuǎn)速以及工作方式等進行預(yù)先設(shè)置，然后保障自動操作過程的有效性。

2.3 遙控控制的有效實現(xiàn)

對于遙控控制來說，其控制信號是通過遙控器發(fā)出來的。從可靠性及安全性等方面考慮，遙控控制的設(shè)計需要注意多方面的問題。

一方面，基于遙控工作的情況下，若在4秒以內(nèi)不能對遙控器發(fā)出的指令進行有效接收，那么控制系統(tǒng)需要停止工作，對于車輛當中的拋土器及檔位復(fù)位等均需要停止。

另一方面，在數(shù)據(jù)丟失的情況下，遙控是會發(fā)生中斷的故障的。為了防范這一故障的發(fā)生，需采取“一問三答”措施[4]。即為控制系統(tǒng)在每接收以此遙控器發(fā)出的指令，進行三次回答。

除此之外，需要嚴格檢驗在控制程序的基礎(chǔ)上由PLC接收的遙控指令，進一步對接收到的遙控指令的有效性進行判斷，若為無效，則需進行消除處理。

3．結(jié)語

通過本課題的探究，認識到在PLC技術(shù)的應(yīng)用下，工程機械控制系統(tǒng)將能夠改善原來人工手動控制的方式，從而實現(xiàn)自動化控制。如此一來，工程機械自身性能將得到有效提升，同時在工作中的工作效率也能夠得到相應(yīng)的提升。鑒于此，可以得出結(jié)論：PLC技術(shù)應(yīng)用在工程機械控制系統(tǒng)當中，能夠使工程機械的自動化水平得到有效提升，因此值得推廣及應(yīng)用。

[1]楊征.基于PLC技術(shù)在溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].電子制作, 2014,20：6-7.

[2]黃平.基于PLC技術(shù)的路燈控制系統(tǒng)探討[J].科技經(jīng)濟市場, 2014,09：6-9.

[3]方寧.基于PLC技術(shù)的破碎機自動控制系統(tǒng)設(shè)計研究[J].煤礦機械,2014,06：149-151.

[4]陳香琳.基于ARM9的工程機械控制系統(tǒng)硬件平臺化技術(shù)[J].百色學院學報,2013,03：111-113.

王剛元（1992-）男，漢族，湖北武漢人，本科，武昌工學院，機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)。