機械電氣控制裝置中PLC技術的應用研究

廣東省清遠市技師學院，廣東清遠，511517

摘 要：隨著我國科學技術水平迅速發展，PLC技術在控制方面得到了迅速發展。機械電氣控制裝置也得到了廣泛應用。機械電氣控制裝置的應用大大提升了生產過程自動化控制水平。將PLC控制技術和機械電氣控制裝置緊密的結合起來，對以往機械電氣控制裝置自動化水平低的狀況進行了全新改革，大大提高了設備生產效率。在這些狀況的基礎上，本文對機械電氣控制裝置中的PLC技術的應用進行研究，詳細闡述了PLC技術在機械電氣控制裝置中應用的設計思路，力求給自動化設計人員在工作中帶來新的啟發。

關鍵詞：PLC技術；機械電氣控制裝置；應用

引言

隨著社會迅速發展，過去機械勞動力的生產模式已經不能滿足當前經濟建設的發展需求。在高負荷以及高強度的工作條件下，過去的生產模式已經不能從根本上解決生產關系以及生產力之間的關系。從我國經濟發展現狀分析，在機械化電氣行業發展歷程中，PLC技術已經逐漸發展成熟。這項新的控制技術在機械電氣控制裝置的應用方面收到了很好的控制效果，有利于提高企業生產效率以及充分滿足生產需要。PLC技術在機械電氣控制裝置發展過程中起到了非常積極的作用，進一步加快了我國工業發展進程。

1機械電氣控制概述

1.1機械電氣控制的研究現狀

隨著計算機技術的迅速發展，計算機在控制技術方面的應用也越來越成熟。在工業發展過程中，生產效率得到了非常大的提升，生產成本大大降低。自從進入二十一世紀以后，自動化技術也面臨了三個巨大的革新，前兩次主要從電子技術中的模擬信號為主的電子裝置方面進行了改革，第三次改革主要是以現場控制總線技術的發展為主要標志，通過將信息技術和控制技術緊密結合在一起，形成了一套控制系統。在這套控制系統不斷完善的過程中，PLC控制技術得到了迅速發展。PLC控制技術起源于二十世紀九十年代，并且首次應用在了汽車生產過程中，并得到廣泛應用。隨著PLC的處理速度以及運算和控制功能不斷增強，這門新技術不斷向電氣儀表控制方面發展。到目前為止，以PLC技術為基礎的控制回路被廣泛的應用在了企業連續生產以及大批量生產過程當中。除此之外，PLC控制系統也在不斷進行擴展，并廣泛的應用在生產實際當中。

1.2發展趨勢

PLC技術在控制系統控制過程中有著非常廣泛的應用。PLC是新興的控制系統。PLC技術不僅打破了特殊的通信網絡的限制條件，除此之外，還將其調整成為行星全分布式的結果。PLC將控制功能全部安排到了現場中去。所以，能夠說PLC控制系統今后的發展方向主要集中在開放式、分散式以及數字化作為顯著特征。同時，PLC還將以數字通信網絡為基礎，更好的協調好生產現場。

2 PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用類型

PLC技術的應用常見的類型主要分為兩種，這兩種分別為DCS系統以及FCS系統。它們各有優點和缺點，分別使用于不同要求的機械電氣控制系統當中。下面我們分別對這兩個系統進行介紹。

2.1 FCS系統

FCS系統指的是現場總線控制系統，是目前最先進的控制系統。這個系統主要應用在危險區域的劃分、環境比較困難的地方。FCS系統能夠實現數字化、智能化控制，并且能夠對儀表實行控制，完全能夠將以往的模擬單功能儀器取代。現場總線控制系統實現了聯網信息互相以及共享功能，能夠對機械設備實行遠程監控以及操作控制。同時，它還廣泛應用于機械設備自動化控制、樓宇自動化控制以及工業自動化控制當中。

2.2 DCS系統

DCS系統指的是集散控制系統。這個系統是以計算機為基礎，實現互聯網信息的共享，對控制對象實現遠程監控的目的。集散控制系統的基本思路是利用了控制分散、操作以及集中管理的方式，和現場總線控制系統相比對閉環控制以及處理數據的能力更強。集散控制系統主要利用冗余技術以及自診斷技術，應用在了設備的制造過程以及生產工藝的控制方面。

3 PLC技術在機械電氣控制裝置中應用的設計思路

3.1原理圖設計

機械電氣控制裝置第一個需要做的就是設計原理圖。我們要想確保機械電氣控制裝置的質量以及功能，首要任務就是做好原理圖的設計工作。原理圖主要對機械電氣控制設備的控制電路以及主電路進行設計，同時還需要設計人員熟悉掌握對各個環節的辨認以及解讀。原理圖設計第一，需要對機械電氣控制裝置中的各個電氣設備進行分清，并且在原理圖中仔細的標注出來。其次，原理圖設計人員需要對機械電氣控制裝置中的分電路以及主線路控制要了解清楚。第三，對機械控制裝置中的有哪些保護功能要分清。第四，在對原理圖進行設計中，需要緊密和實際相聯系，對各個環節進行逐一查驗，保證設計準確，進而形成一套完善的機械電氣控制裝置的原理圖。同時，我們在對原理圖進行設計的過程中需要注意，設計內容要和實際相聯系，不能僅憑經驗分析，由于各個機械電氣控制裝置都各不相同，如果忽視了這個方面，就會有可能造成機械電氣控制裝置出現故障。

3.2將 PLC技術應用到機械電氣控制裝置的設計中

如何將PLC技術應用到機械電氣控制裝置中是設計的關鍵環節。對于PLC選型方面，不同型號的PLC，性能有所不同。在對機械電氣控制裝置進行設計的時候，我們需要根據不同的控制要求，選擇不同PLC型號。目前，隨著科學技術不斷發展，在許多行業都應用了PLC技術，由于機械電氣控制裝置的環境各不相同，所以在對其進行設計過程中，需要根據實際情況選擇PLC的型號。PLC的品牌眾多，例如三菱、歐姆龍、西門子等品牌。對于每一個品牌常見的型號又分許多種，例如三菱品牌的有FX系列，Q系列的PLC等。我們需要根據機械電氣控制裝置的應用環境選擇合適的PLC品牌以及型號，已達到控制系統更好的控制效果，進一步提高機械電氣控制裝置的穩定運行。

3.3 PLC 技術的通信網絡設計

在PLC控制系統中，一個重要的組成就是通信網絡的設計，機械電氣控制裝置整體銜接是否順暢關鍵在于通信網絡的設計，只有擁有了通信網絡，才能實現整個系統的控制以及管理。PLC技術在通信網絡設計中主要包含兩部分，這兩部分為通信網絡和控制網絡。在通信網絡設計過程中，主從線和各個級別的子網配置都不同，主從總線通信方式按照1：N的比例進行配置，各個級別的子網配置采用3-4級。只有設計出合理的通信網絡才能實現機械電氣控制裝置人機界面的監控，完成一套合理的控制和管理系統。

3.4 接地設計

PLC技術在機械電氣控制裝置中的設計最后一個設計內容就是接地設計。雖然這是最后一個設計步驟，但是，它直接影響著整個系統的穩定運行，所以，在對接地設計過程中，我們需要嚴格按照有關規定來進行設計。在對接地進行設計時，許多設計人員往往忽視這個環節，以致造成隨意接地，這種情況不僅起不到接地的目的，還嚴重影響了機械電氣控制裝置的穩定性能。在對接地進行設計中，首先，我們要確保機械電氣控制裝置中的接地設計要按照國家有關規定進行；其次，機械電氣控制裝置的接地設計需要按照工程項目的大小以及特點等進行科學的設計；再次，機械電氣控制裝置的接地設計需要綜合考慮節約能源，節約成本等。從多個因素進行綜合考慮，科學、合理的進行接地設計，以達到進一步確保PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用。

4 PLC技術在機械電氣控制裝置中應用案例

4.1 在空氣壓縮機中的應用

在煤礦的生產過程中，空氣壓縮機主要是利用單片機以及工控機的方式來實現其功能的，但是，這種方式的控制結果卻不理想。在工作過程中，這種控制方式干擾大，同時監測結果不準，直接對生產效率產生影響。不僅如此，以往通過單片機等方法對空壓機實行控制，存在許多安全隱患，安全事故容易發生。當前，在空氣壓縮機控制方面應用了PLC技術，將自動化控制和計算機控制緊密結合在一起，對空氣壓縮機產生了高效、穩定的控制效果。計算機系統能夠將空氣壓縮機的設備信息以及傳感器數據收集到一起，將收集到的數據傳到PLC中進行處理，獲取的信息能夠實時的反映生產狀況，按照生產要求，設備進行相應調整，讓空氣壓縮機按照一定要求穩定工作。

4.2 生產變量控制方面的應用

生產變量方面的控制實質上就是對生產中的模擬量的控制。因為在生產中存在許多變量，但是人們很難有一種可行的方法對其進行預測，若對這些變量不能進行控制，那么就會對生產帶來非常大的影響，因此，將PLC技術應用到了機械電氣控制裝置系統中，對存在的變量進行適當控制。除此之外，還可以利用數字量和模擬量之間的轉換讓PLC控制器對這些變量進行有效的控制。

5結語

我們經過上面分析，PLC技術應用到機械電氣控制當中來，進一步帶動了我國機械設備不斷走向電氣化的發展進程，大大提高了設備的生產效率以及穩定性，同時還避免了由于錯誤操作給機械生產帶來的經濟損失。PLC技術在各行各業中都得到了廣泛應用，在對PLC控制設備進行使用過程中，技術人員需要對系統的實際以及應用工作進行詳細了解，力求進一步提高機械電氣控制裝置的精確性和穩定性，不斷提高生產工作效率。

參考文獻：

[1]王巖.淺談PLC控制技術的特點和發展方向[J].蘭州工業高等專科學校學報，2011（01）.

作者簡介：

林昌瑜/男/1978年生/廣東英德人/ 本科/教師/研究方向為電子電工