基于PLC技術的機電自動化控制研究

張燦明

摘要：機電工程的應用是工業(yè)發(fā)展中必不可少的一部分，隨著科技的發(fā)展，在機電工程中逐漸引入了新穎的技術。其中，PLC技術是一門綜合性的技術，并且PLC技術正朝著機電一體化、機械功能多元化、控制智能化的趨勢發(fā)展。

關鍵詞：PLC；機電控制；控制系統(tǒng)

1 PLC技術的應用可行性和工作原理

1.1 PLC技術應用的可行性

機電設備的控制主要有繼電器控制和PLC控制，繼電器控制經過漫長的應用中逐漸顯現出各種缺陷和不足，并逐步被PLC控制所取代。PLC技術是通過數字運算進行操作的電子信息處理系統(tǒng)，針對工業(yè)環(huán)境的實際運作設計而成的，能有效的控制所有類型機械設備及生產過程的指令，應用范圍非常廣泛。PLC技術操作簡便，采用梯形圖形式，通過編制相關程序完善設備的邏輯控制程序，以此控制整個機電設備，有效提升控制成效，可實現控制的快捷性和維護的方便性；系統(tǒng)內占用空間小，連接和拆裝均非常靈活，可使用于多種場合。

1.2 PLC技術應用的工作原理

在機電控制體統(tǒng)中，PLC技術實現控制的基礎是數字式或模式的輸入采樣，在機電控制中發(fā)揮著工作效率的決定因素。通過掃描儀掃描輸入端子，并將輸入狀態(tài)鎖定只輸入鎖存器中，當所有端子掃描完畢后將鎖存器中的信息進行存儲。這些數據信息傳輸到處理單元模塊中，同時分析整體性數據信息，這一環(huán)節(jié)中所有的數據信息都是獨立存在的，后面環(huán)節(jié)中的所有操作都不會對其有任何影響。數據輸入采樣結束后，PLC技術將會采用其特有的梯形圖程序模式進行程序執(zhí)行，程序執(zhí)行的基本內容是針對已經掃描的基礎數據信息，掃描用戶進行，而這一環(huán)節(jié)中需要設定計算的先后順序，并將計算結果保存至輸出狀態(tài)的寄存器中。采樣數據需要保證完整性，缺失的數據可能會造成系統(tǒng)控制的漏洞和缺陷。操作完成后，應將輸出進行刷新，將輸出變量傳輸至輸出鎖存器中，并通過輸出端子將結果輸出，以此達到自動化設備的控制。

2 PLC技術在機電控制系統(tǒng)中的應用

2.1機電一體化控制的應用

PLC技術在機電一體化控制中的應用主要體現在：運動控制、過程控制和通信網絡控制三個方面。其中運動控制在實際運行中，利用PLC技術進行圓周和直線兩種運動進行控制，該模塊的應用使操作變得更加簡便，提升了其精準性；過程控制在實踐中，可作為重要指標的模擬量控制，通過對歷史值、當前值和相關模擬量為參考依據，對其相關量進行輸出，確保正常運行，實現機電的有效控制；通信網絡控制中PLC均具備對應的通信接口，從而實現正常的機電通信效果。

2.2機械結構控制系統(tǒng)中的應用

PLC技術在機械結構控制系統(tǒng)中主要體現在：運動控制、數據處理、分散控制和集中控制四個方面。其中運動控制，PLC技術可以對生產過程中需要使用的設備在確保精準運行的基礎上進行控制，或者輸入既定程序并以此為運行的唯一參數，達到設備的運動控制，維持正常的系統(tǒng)運行；數據處理中，PLC技術可在內部進行數據執(zhí)行和處理，并根據結果對下一步工作進行分析，并保存數據；分散控制中，PLC技術能在解決設備控制問題的基礎上，大大提高系統(tǒng)的運行效率，并使得針對每個設備實現單獨控制和信息互相交流與傳遞；集中控制中，PLC技術可對多個設備進行協調處理，并對多個子系統(tǒng)數據進行整理和分析，判斷調解呈適應于當前的運行環(huán)境，以保證設備的穩(wěn)定工作，其控制效果強，成本費用低，操作簡單效率高。

2.3電氣自動化控制中的應用

隨著社會經濟的不斷發(fā)展，電器自動化控制基礎成為了工業(yè)生產的主流技術，在對其技術的提升中，PLC技術更好的展現了自動化的優(yōu)勢，實現數字化控制。隨著PLC技術的不斷完善，也將逐漸符合多類型電器設備的配置要求。PLC應用于電氣自動化的未來發(fā)展將是實現大型電氣自動化智能控制體統(tǒng)的計算機網絡的工業(yè)生產控制系統(tǒng)。當前，PLC應用于電氣自動化主要體現在：交通控制領域、數控系統(tǒng)領域和空調控制領域。其中，交通系統(tǒng)方面，控制信號燈，可實現控制整個交通系統(tǒng)的運用，提升交通系統(tǒng)的工作效率，解決交通擁堵的難題；

在數控系統(tǒng)領域中，PLC技術的可編程控制器彌補了其他控制方式的缺陷，得到了廣泛的關注和認可；在空調控制領域，尤其是中央空調的控制方面，PLC技術具有良好的抗干擾性和可靠性，使得操作方便，維護簡便。隨著PLC技術的不斷發(fā)展，PLC技術幾乎可以應用到所有的電氣自動化設備控制中，不但實際操作功能強大，其發(fā)揮的效果也具有高能效性。

2.4 PLC技術在電梯控制系統(tǒng)中的應用

由于PLC控制系統(tǒng)編程簡單、抗干擾能力強、運行可靠、維修方便等優(yōu)點，已經成為電梯系統(tǒng)中使用最廣泛的控制方式。PLC技術化的主要優(yōu)勢表現為：第一是故障率低。繼電器容易氧化，動作壽命短，與此同時PLC技術本身幾乎沒有任何故障，外圍電路只要安置少量必須的繼電器和接觸器。第二是功能性強。繼電器的邏輯在復雜的電路中不容易實現，使用PLC技術則可以解決這一問題，此外PLC技術還有具備停電記憶的功能，可保持斷電前的狀態(tài)。第三是易于安裝并且便于維護。PLC安裝非常簡單并且功能有效，將繼電器系統(tǒng)換到PLC系統(tǒng)時，可以將PLC的模塊結構安裝在繼電器旁邊，并把連線連向已有接線端。在維修時僅需更換模板級插入式部件，故障檢測電路把診斷指示器放在每一部件里就可以觀察檢測指示器是否工作。

2.5 PLC技術在機床電氣上的控制應用

加工機床在電氣和液壓的時間銜接控制方面容易發(fā)生故障，而且故障較難排除。但是如果適當地將PLC技術運用在機床電氣控制中，可以代替過去那些以接觸器。將PLC技術運用在機床電氣控制中，對其時間精準度進行一定的改造，使其可以實時的顯示每個主體設備的情況變化，從而實現組成控制、故障報警畫面、監(jiān)管相互結合的一體化，提高電氣設備的效率。運用PLC技術可以充分發(fā)揮PLC高抗干擾、高可靠性、維修少、壽命長、查外部線路方便的優(yōu)點，再配合變頻器改善一下，更有利于節(jié)能，提高效率。

參考文獻：

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