PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用分析

劉 娟 蘭帥領

開封大學，河南 開封 475004

PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用分析

劉 娟 蘭帥領

開封大學，河南 開封 475004

隨著人們在機電一體化領域的實踐中不斷地豐富其理念，機電一體化在現代社會的生產生活中已經扮演了不可或缺的角色。西方通過對PLC技術內容進行總結歸納，對PLC如何在生產實踐中與機電一體化理論相聯系并處理具體的事務作專門的分析。

PLC；機電一體化；應用

PLC（Programmable Logic Controller）即可編程邏輯控制器，這種控制器同時具有存儲和計算兩個功能。運用存儲器上存儲的程序來進行邏輯運算并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。由此可見PLC本質上是一臺計算機。

1 PLC技術對于機械電氣控制裝置中的工作原理

1.1 原理圖分析

PLC技術是在原理圖的指揮下進行工作的，對通過機械電器控制系統的工作的 PLC技術起著發號施令的作用。在對原理圖進行分析之前必須要先對電路圖有深刻的理解，包括類似發動機等基礎電路設備。而且一定要讓電路設備保持在供電充足的條件之下。

1.2 PLC技術對工業生產起到的作用

PLC技術大大提高了工業生產的效率，可以說在現代工業生產中，已經無法脫離PLC技術來談論工業生產。PLC技術可以計算出機械工業生產系統在生產過程中存在的一些漏洞，最大限度地減少工業生產過程中所出現的原材料的浪費，更重要的是提高工人在生產實踐中的安全水平。智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。近些年，PLC技術在不斷地發展中漸漸趨向智能化，已經實現在機械生產過程中進行設置調整，大大增強了生產過程中的靈活性，既節約了生產原料也通過提高生產效率而使得機械生產設備擁有更長的使用壽命。

1.3 PLC技術是如何對機械電氣控制裝置進行設計的

PLC技術是如何對機械電氣控制裝置進行設計的要通過兩個方面，一個是接地設計，另一個是通信網絡設計。在通信網絡設計中，通信網絡使得機械設備之間進行信息的交流與傳遞；控制網絡通過數字或模擬式輸入控制各種類型的機械的生產過程。

2 案例分析

某工廠欲利用PLC技術對傳統的油氣壓縮機進行改造。傳統的油氣壓縮機由于無法達到額定工況的運轉速率導致無法維持在相對較高的負載率，并且壓縮機的流量和風壓必須通過物理閥門手動調節，導致無法在機械運行中做做到精確調節，操作難度巨大而且還會造成生產資料的大量浪費。經過實踐證實通過PLC技術改造與輔助可大大提高生產效率，減少浪費而且做到生產過程中的精確運作。

對機械生產工藝的基本要求：兩臺壓縮機在生產運行過程中必須保持至少一臺壓縮機正常運行；不能因為壓縮機的切換而停止機械運作中斷；壓縮機在生產運行過程中出口壓力不能跌破預定數值；根據壓縮機目前的狀態進行檢測與分析，對壓縮機進行一個大概的檢修。

2.1 PLC技術在機械電氣控制中的工作原理

工藝專業要求壓縮機的出口壓力不低于p1，而出口壓力的現場實測數據為p2，△p=p2-p1值根據PLC內PID功能模塊運行PID計算，以此方程式來對變頻器進行控制來影響電動機的運轉速度，使出口壓力維持在p1之上。當p2＞p1時，現場出口壓力高于預定值，需要對輸出頻率做相對應地提高，通過加快電動機運轉速率的方式來提高風壓。當p2＜p1時，現場出口壓力低于預定值，導致轉速降低。通過連續地調整使p2與p1大致相等，使得現場壓力不會大幅度偏離設定出口壓力，使出口壓力保持穩定。由于壓縮機長時間使用，造成部件與部件之間的連接出現松動，內部的結構穩定性不足造成大幅震動，損壞機械內部零件。利用PLC技術分析現場設備震動情況，可及時保養和維護機械設備，使機械設備的壽命大大延長，機械設備的可靠性得到提高，減少因意外設備故障而導致的意外停產。

2.2 利用PLC技術改造機械電氣控制裝置后得到的效果

因為在機械運行過程中可以連續改變供電頻率，電壓由零慢慢提升到額定電壓的啟動效果，最大程度上回避了電流與電網之間的對沖，大量節約用電，加快成本回收速率。因為采用了PLC技術，傳統的由手工操作的機械動作系統被改造成了擁有邏輯閉環的自動操作系統。機械運行的穩定性和可靠性大大提升。接觸器、變頻器、PLC等元件可以在一臺控制柜的空間內同時安裝，既可以就地操控也可以遠程操控，操控方式的靈活性大大增加。系統的拓展性得以增加，可以擴展更多的元件。

3 在機械電氣控制裝置中運用PLC技術的優勢

實現了機電一體化。PLC將自動技術與計算機技術相結合，而并沒有在機械設備的內部結構上做很大的改變，方便安裝與使

▲▲用，因此可行性較高。并且在電，氣控制系統的后續使用中可以對其做額外的優化與升級，實現電氣控制系統向機電一體化轉變。其次是對于各種不同的電氣控制系統有相當大的兼容性。PLC系統可以對各種不同的電氣控制系統的數據進行分析、處理和計算，最終使機械生產實現自動化。當代的機械工程要求使用不同的科學技術對電氣控制系統進行優化，而且PLC的高度兼容性可以滿足這一要求。同時PLC技術還有著超高的抗干擾能力。PLC所特有的在電路板上大量集成電路元件的技術可以有效地抵抗外來的信號干擾，使得操作人員對機械設備的控制具有更好的穩定性

4 PLC技術的技術類型

FCS系統：FCS（Focus Control System）集中式控制系統為機械電氣裝置自動化和智能化提供技術支持。FCS本質上是一種數字通信網絡，他在通信運行中有雙向、多節點的特點，它可以為機械電器裝置提供優良的信息通訊環境。優化機械生產的同時對數據的傳輸效率有相當大的提高作用。總而言之FCS的作用就是這機械電氣裝置中的系統應用提供優質的網絡通信服務，支持機械裝置的智能化控制和自動化運行，通過應用效果的提升，增加機械運行效率。

DCS系統：DCS（Distributed Control System）即分布式控制系統。與FCS的相同之處在于二者同樣都是PLC技術應用于電氣控制裝置中的應用形式。對比于FCS，DCS系統在機械電氣控制裝置中既可現實分散式控制也可實現集中式管理，DCS可以將裝置中的危險部分分離出來，可以對裝置進行控制與監督。DCS系統通過計算機技術可以對現場控制站和監測系統接收有關信息，并整合和處理有關信息，使得控制裝置出現故障的時候立刻就可以將故障信息傳達給現場的工作人員，在工作人員對控制裝置進行維護之前，將故障部分進行隔離，臨時自動調整裝置，使裝置在故障狀態下仍可正常運行。

技術設計：在機械電氣控制裝置運行中，為了確保裝置中的PLC技術能夠充分發揮它的作用，我們通過對其必要環節進行設計。技術類型的設計，在為機械電器控制裝置進行PLC技術應用之前，先要確定PLC技術的類型，這也是全部設計環節工作的前提和基礎。根據有關于機械電氣控制裝置的應用需求和具體情況，合理選擇技術類型，使得PLC技術在應用時更具穩定性。

5 結語

PLC技術的使用使得機械電氣控制裝置更加智能貨物自動化，由于集成了微電子技術和計算機技術，不公僅有效控制了機械電氣控制裝置的故障發生頻率，同時也讓裝置的運行更有效率。在PLC領域，我們應該對其不斷地進行深入研究，使得PLC技術在發展實踐中得到更多的創新的優化，發揮PLC技術在機械電氣控制運行中的潛力。

[1]孫福成.PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用[J].自動化應用 2015,11(25)：83-85.

[2]王均.PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用分析山[J].東工業技術 2015,08(01):259-260.