PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用分析

孔祥偉

摘 要 由于機(jī)械電氣控制自動(dòng)化技術(shù)是國(guó)家工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵性技術(shù)，PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制領(lǐng)域占據(jù)著非常重要的地位。本文簡(jiǎn)要闡述了PLC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和分類，對(duì)PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，切實(shí)希望有助于提升PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用成效。

關(guān)鍵詞 PLC技術(shù)；機(jī)械電氣；控制裝置；應(yīng)用分析

中圖分類號(hào) TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）12-0080-02

近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，機(jī)械電氣等設(shè)備面臨著新的要求和挑戰(zhàn)，對(duì)其設(shè)備自動(dòng)化控制的技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量要求越來(lái)越高。過(guò)去傳統(tǒng)的機(jī)械電氣設(shè)備控制普遍由人力完成，設(shè)備在日常運(yùn)行中容易出現(xiàn)故障和問(wèn)題，間接影響工業(yè)生產(chǎn)能力和設(shè)備運(yùn)行效率。而PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的廣泛應(yīng)用，有效提高了各行各業(yè)的生產(chǎn)能力，降低設(shè)備出現(xiàn)故障的頻率，減輕了工人的工作強(qiáng)度，同時(shí)也提高了工作人員的安全保障，加快推動(dòng)了國(guó)家工業(yè)化建設(shè)的步伐。PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械電氣設(shè)備控制的快速化、精確化和可調(diào)化，通過(guò)其不同的控制方法和手段，有效保證了機(jī)械電氣設(shè)備的穩(wěn)定化、便捷化和安全化發(fā)展，改善了我國(guó)工業(yè)化水平較低的情況。所以，PLC技術(shù)在我國(guó)工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

1 PLC技術(shù)的含義和優(yōu)點(diǎn)

PLC（Programmable Logic Controller）技術(shù)是一種可編程邏輯控制器，PLC技術(shù)是依托于自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)信息編程技術(shù)而產(chǎn)生的一種具備邏輯功能運(yùn)輸、程序運(yùn)行控制和實(shí)時(shí)運(yùn)算處理的技術(shù)。PLC技術(shù)通過(guò)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換等方式實(shí)現(xiàn)控制程序命令的輸入與輸出，從而達(dá)到控制機(jī)械電氣設(shè)備的目的。其主要包括中央處理器CPU、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、A/D轉(zhuǎn)換器和輸入-輸出接口等功能模塊組成，對(duì)機(jī)械電氣設(shè)備進(jìn)行控制過(guò)程中還具有實(shí)時(shí)運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能。

PLC技術(shù)主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1）機(jī)電一體化特性：PLC設(shè)備的重量和體積較小，便于安裝和調(diào)試，其編程方法簡(jiǎn)潔明了，通俗易懂，利于二次開發(fā)和功能實(shí)現(xiàn)。

2）強(qiáng)大的抗干擾能力：傳統(tǒng)的機(jī)械電氣設(shè)備在運(yùn)行控制過(guò)程中容易遭受干擾，而PLC技術(shù)通過(guò)高度集成的電路芯片，運(yùn)用模塊獨(dú)立設(shè)置的方法，具備強(qiáng)大的抗干擾能力。

3）系統(tǒng)適應(yīng)范圍廣：借助于CPU等功能芯片，PLC技術(shù)自身帶有數(shù)據(jù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能，使得PLC能夠應(yīng)用于各種類別的機(jī)械電氣控制系統(tǒng)中。

4）具備自檢功能：機(jī)械電氣控制裝置在工作運(yùn)行過(guò)程中或多或少會(huì)出現(xiàn)故障和問(wèn)題，而PLC技術(shù)具備自檢功能，在運(yùn)到故障時(shí)可以自動(dòng)診斷并進(jìn)行故障報(bào)警，便于工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，降低安全隱患。

2 PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用種類

2.1 PLC技術(shù)中的DCS控制系統(tǒng)

DCS（Distributed Control System）控制系統(tǒng)是指分散控制系統(tǒng)，也可以稱為集散控制系統(tǒng)。DCS控制系統(tǒng)最主要的特性是較強(qiáng)的集中性，對(duì)機(jī)械電氣控制裝置采取分散式管理和集中式管理的模式。

2.2 PLC技術(shù)中的FCS控制系統(tǒng)

FCS（Fieldbus Control System）控制系統(tǒng)是指現(xiàn)場(chǎng)總線型控制系統(tǒng)，不同于DCS控制系統(tǒng)的地方是FCS結(jié)合了自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)和現(xiàn)代智能技術(shù)，形成了一種具備智能化管理和自動(dòng)化控制的控制技術(shù)。

3 PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用分析

3.1 PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制過(guò)程中要確定應(yīng)用

類型

PLC技術(shù)應(yīng)用類型選擇在整個(gè)機(jī)械電氣設(shè)備控制過(guò)程中占據(jù)著首要地位，根據(jù)不同的系統(tǒng)需要以及實(shí)際的機(jī)械電氣控制裝置情況，合理地選擇PLC技術(shù)應(yīng)用類型是關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。目前我國(guó)使用范圍較廣，具有代表性的就包括德國(guó)西門子的PLC，其功能性良好，性能和穩(wěn)定性較高，深受各行業(yè)推崇。譬如在涉及到行車自動(dòng)控制的自動(dòng)鏈接環(huán)節(jié)時(shí)，借助于PLC技術(shù)在不更換調(diào)速調(diào)壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的前提下，就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)需求，選擇合適的PLC應(yīng)用類型，能夠有效提升PLC技術(shù)的適用成效。

3.2 開關(guān)信號(hào)的邏輯控制問(wèn)題

PLC在對(duì)機(jī)械電氣設(shè)備進(jìn)行控制過(guò)程中必然涉及到開關(guān)信號(hào)的邏輯控制問(wèn)題，傳統(tǒng)的繼電器只能夠?qū)﹄娐返拇涡蚝瓦壿媽?shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的調(diào)控，而通過(guò)PLC技術(shù)控制之后，能夠同時(shí)對(duì)多組機(jī)械設(shè)備的邏輯電路進(jìn)行控制。利用PLC技術(shù)解決機(jī)械電氣控制住的開關(guān)信號(hào)邏輯控制問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)各機(jī)床與生產(chǎn)線之間的協(xié)調(diào)同步聯(lián)動(dòng)控制，有效提升機(jī)械設(shè)備的工作運(yùn)作效率，還能夠降低因?yàn)檫壿嬰娐沸盘?hào)錯(cuò)誤而造成的設(shè)備故障問(wèn)題，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

3.3 數(shù)字量和模擬量的控制轉(zhuǎn)換

工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中通常存在一種無(wú)法估計(jì)和預(yù)測(cè)的生產(chǎn)變量，這類變量被稱為模擬量，其大致包括溫度變量、速度變量和質(zhì)量變量等內(nèi)容。實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常受到上述模擬量的影響，從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有所下降。所以，對(duì)生產(chǎn)變量的控制問(wèn)題是機(jī)械電氣設(shè)備控制的重要環(huán)節(jié)之一。基于PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)模擬量的數(shù)字化轉(zhuǎn)換，PLC中通常包含A/D轉(zhuǎn)換模塊，能夠有效地在機(jī)械控制裝置和電氣模擬系統(tǒng)中完成數(shù)字量和模擬量的互相轉(zhuǎn)換，從而保證系統(tǒng)的控制性能。

3.4 集中式系統(tǒng)的PLC控制應(yīng)用

集中式系統(tǒng)通常包括主功能性PLC中央系統(tǒng)和多個(gè)子設(shè)備系統(tǒng)，借助于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，下屬的每個(gè)子設(shè)備系統(tǒng)都可以向主PLC中央系統(tǒng)發(fā)送和接受程序指令，而主PLC系統(tǒng)可以對(duì)每個(gè)子設(shè)備實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)配和控制。這種集中式系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)明顯，整個(gè)系統(tǒng)的組建成本低，而且運(yùn)行效率較高，但是也存在缺乏靈活性的問(wèn)題。比如要突然改變系統(tǒng)運(yùn)行中的控制設(shè)備，就必須關(guān)閉主PLC中央系統(tǒng)，勢(shì)必會(huì)延誤其他設(shè)備的響應(yīng)控制時(shí)間，影響整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，有待加強(qiáng)和完善。

3.5 分散式系統(tǒng)的PLC控制應(yīng)用

不同于集中式系統(tǒng)，這種分散式系統(tǒng)對(duì)每個(gè)控制設(shè)備都需要單獨(dú)進(jìn)行處理，其中機(jī)械部分的控制方法也有所要求。該系統(tǒng)的控制通常在生產(chǎn)線中實(shí)現(xiàn)，如果有不同的PLC控制設(shè)備時(shí)，會(huì)對(duì)所有的控制目標(biāo)進(jìn)行分離設(shè)置，并通過(guò)PLC完成數(shù)據(jù)信號(hào)在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的獨(dú)立傳輸和連鎖反應(yīng)。分散式系統(tǒng)在控制過(guò)程中，需要將不同生產(chǎn)線上的機(jī)械設(shè)備結(jié)合起來(lái)，才能有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)連接，完成系統(tǒng)控制。

4 結(jié)論

綜上所述，為了加快推進(jìn)我國(guó)工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程，借助于PLC技術(shù)對(duì)機(jī)械電氣控制裝置進(jìn)行自動(dòng)化和智能化控制已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢(shì)。現(xiàn)代機(jī)械電氣控制裝置中，PLC技術(shù)占據(jù)著越來(lái)越重要的地位和作用，在機(jī)械電氣設(shè)備的實(shí)際操作控制過(guò)程中，通過(guò)PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制過(guò)程中要確定應(yīng)用類型，解決開關(guān)信號(hào)的邏輯控制問(wèn)題以及數(shù)字量和模擬量的控制轉(zhuǎn)換，結(jié)合集中式系統(tǒng)與分散式系統(tǒng)的PLC控制應(yīng)用，能夠有效提升PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用成效。

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