PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中的應(yīng)用探討

楊炯

摘 ?要：文章介紹了PLC技術(shù)含義，然后詳細(xì)分析了機電控制設(shè)備內(nèi)PLC技術(shù)的運用類型以及機電控制器內(nèi)PLC技術(shù)的重要步驟，最后闡述了機電控制設(shè)備內(nèi)PLC技術(shù)的具體運用要點。

關(guān)鍵詞：PLC;FCS;DCS;機電控制器

中圖分類號：TP273 ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）19-0176-02

Abstract： This paper introduces the meaning of PLC technology， then analyzes in detail the application types of PLC technology in electromechanical control equipment and the important steps of PLC technology in electromechanical controller， and finally expounds the specific application points of PLC technology in electromechanical control equipment.

Keywords： PLC; FCS; DCS; electromechanical controller

隨著時代的進步，我國工業(yè)行業(yè)得到了較大發(fā)展，原來的機械生產(chǎn)方式已經(jīng)難以滿足新時代的要求，尤其是在機械電氣方面，發(fā)展更加快速，為全面推動機械電氣行業(yè)的發(fā)展，需要持續(xù)提升機電控制設(shè)備的性能，保證其穩(wěn)定性和可靠性。伴隨PLC技術(shù)的逐漸成熟，PLC技術(shù)在機電控制設(shè)備中的使用明顯提升了機電控制設(shè)備的性能，針對機電行業(yè)的發(fā)展有一定推動作用。

1 PLC技術(shù)介紹

PLC技術(shù)能夠簡單的理解成把計算機技術(shù)和智能化技術(shù)相結(jié)合而形成的一種全新科技。PLC技術(shù)不僅能夠保存數(shù)據(jù)信息，還能夠按照相關(guān)要求完成編程任務(wù)，也能夠在程序之中完成各種運算。另外，PLC技術(shù)還能夠把輸入流程模塊與輸出流程模塊等經(jīng)過接口形成一定的鏈接關(guān)系，進而有效管理機電設(shè)備。最初PLC技術(shù)僅僅是用作繼電器管理平臺的一個替代物而逐步用于機電控制設(shè)備之中，但是伴隨PLC技術(shù)的日益完善和發(fā)展，其各種功能逐步健全，在機電控制設(shè)備內(nèi)使用逐漸普遍，并全面改進了機電控制設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)的問題和不足，提升了機電控制設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。所以，PLC技術(shù)于機電行業(yè)中始終具有良好的口碑。

2 機電控制設(shè)備內(nèi)PLC技術(shù)的運用類型

PLC技術(shù)、FCS技術(shù)、DCS技術(shù)是目前機電控制內(nèi)十分常用的控制系統(tǒng)。而最關(guān)鍵的部分是PLC技術(shù)。所以，在機電控制設(shè)備內(nèi)PLC技術(shù)的使用類型包含F(xiàn)CS系統(tǒng)與DCS系統(tǒng)兩種，這兩種系統(tǒng)具有一定的優(yōu)越性，適合用在不同的機電控制方面。

2.1 FCS系統(tǒng)

至今為止，F(xiàn)CS系統(tǒng)屬于機電生產(chǎn)方面最先進的控制軟件。FCS系統(tǒng)適合用在生產(chǎn)環(huán)境繁瑣、危險系數(shù)很高的區(qū)域，能夠完全取代人工，節(jié)省了人力費用，提升了生產(chǎn)時效性和精準(zhǔn)度。基于FCS系統(tǒng)能夠促進機電控制設(shè)備的自動化管理和網(wǎng)絡(luò)信息共享，提高智能化操控水平。所以，F(xiàn)CS系統(tǒng)被普遍用于工業(yè)生產(chǎn)管理和樓宇智能化管理方面。

2.2 DCS系統(tǒng)

這種系統(tǒng)以PLC技術(shù)為重點，具備統(tǒng)一顯示操作和分散控制等作用。DCS系統(tǒng)是PLC系統(tǒng)在機電控制設(shè)備內(nèi)的關(guān)鍵應(yīng)用模式，DCS系統(tǒng)能夠完成遠程可視化管理和跨空間領(lǐng)域數(shù)據(jù)交互。與FCS比較，DCS系統(tǒng)的信息處理水平和閉環(huán)控制水平更加明顯，能夠提升工作效率。此外，DCS系統(tǒng)還可以迅速分析并找到故障出現(xiàn)的部位，且將之分離出來，展開適當(dāng)調(diào)增，防止由于部分位置產(chǎn)生異常對整體產(chǎn)生嚴(yán)重影響。當(dāng)前，DCS系統(tǒng)被普遍延伸用于工業(yè)生產(chǎn)和機械制造等方面。

3 機電控制器內(nèi)PLC技術(shù)的重要步驟

3.1 規(guī)劃原理圖

規(guī)劃原理圖是機電控制器開發(fā)的第一個步驟，簡單的說，要全面保障PLC技術(shù)的使用質(zhì)量，需要完善原理圖規(guī)劃[1]。原理圖規(guī)劃內(nèi)容涉及設(shè)備控制線路設(shè)計和主線路設(shè)計兩點，主要步驟是：第一，科學(xué)劃分各種電器裝置，標(biāo)注于原理圖中;第二，全面掌握主線路和分線路管理，且確定設(shè)備的保護功能;第三，逐個查證每個設(shè)計環(huán)節(jié)，制作完善的機電控制器原理圖。

3.2 技術(shù)設(shè)施選型

怎樣把PLC技術(shù)用于機電控制器設(shè)計過程，是一件難度很大的工作，特別是PLC技術(shù)產(chǎn)品的選型。因為各種PLC技術(shù)產(chǎn)品的基本功能有明顯差別，相關(guān)人員要根據(jù)設(shè)備應(yīng)用環(huán)境特點，選取恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)設(shè)施型號，提高整個設(shè)備的控制成效。

3.3 通訊網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

通訊網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是PLC技術(shù)用于機電控制器內(nèi)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通訊網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃效果，直接影響著整個機電控制器的運轉(zhuǎn)流暢性和可靠性[2]。通訊網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要涉及通訊網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和控制網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃兩點，在具體設(shè)計過程，總線通訊形式根據(jù)1：N比例分配;各級別子網(wǎng)分配選擇3-4級配備。

3.4 接地規(guī)劃

接地規(guī)劃是機電控制器設(shè)計的關(guān)鍵構(gòu)成內(nèi)容，和整個控制平臺的運轉(zhuǎn)可靠性直接聯(lián)系。在具體操作中，首先根據(jù)國家規(guī)章制度展開設(shè)計。其次，根據(jù)項目情況完善接地規(guī)劃。最后全面分析節(jié)能和成本等要素，提高其節(jié)能性和經(jīng)濟性。

4 機電控制設(shè)備內(nèi)PLC技術(shù)的具體運用

4.1 基礎(chǔ)控制系統(tǒng)內(nèi)的運用

在基礎(chǔ)控制系統(tǒng)內(nèi)使用PLC技術(shù)時，先應(yīng)當(dāng)制定應(yīng)用計劃，在設(shè)計過程，應(yīng)全面考量各項影響PLC系統(tǒng)用在基礎(chǔ)控制系統(tǒng)內(nèi)的要素，例如電氣裝置型號尺寸、所要使用的通訊數(shù)據(jù)種類、電氣裝置的數(shù)量和PLC統(tǒng)等因素，在全面掌握這些情況后，再由此進行圖紙規(guī)劃，完善PLC技術(shù)于基礎(chǔ)控制系統(tǒng)內(nèi)的使用。

4.2 故障排查

在機電控制設(shè)備內(nèi)使用PLC技術(shù)時，PLC技術(shù)將實時檢測各機電裝備運轉(zhuǎn)情況，并形成數(shù)據(jù)傳送給管理者，管理者可以按照相關(guān)信息情況判定目前各機電裝備運轉(zhuǎn)狀態(tài)和整個機電系統(tǒng)運轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)其中某一電氣裝置產(chǎn)生異常時，PLC技術(shù)將傳出警報，提醒管理者對PLC管控下的各電氣裝備展開檢查與維修，而利用PLC技術(shù)反饋的各機電裝備運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，管理者可以快速排查找出產(chǎn)生故障的設(shè)備加以修理[3]。所以，采用PLC技術(shù)在支持查找系統(tǒng)異常方面存在較大作用，依靠PLC技術(shù)可以縮短機電裝備故障檢修周期，提高產(chǎn)品檢修效率及效果。

4.3 空氣壓縮器內(nèi)PLC技術(shù)的使用

在原來的機電控制裝置內(nèi)，一般是通過單片產(chǎn)品實現(xiàn)運用，從而提高機電控制裝備受到干擾的頻率，使機電控制平臺的運行質(zhì)量直線降低。另外，以往的空氣壓縮器在許多方面依舊不合格，存在許多安全問題。

PLC技術(shù)屬于一種新型的機電設(shè)備控制系統(tǒng)，具有許多優(yōu)勢，將之用于空氣壓縮器內(nèi)也是必然趨勢[4]。通常情況下，PLC系統(tǒng)下的空氣壓縮器是透過微機控制系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)，并根據(jù)煤炭生產(chǎn)項目的實際情況調(diào)試空氣壓縮器，從而安全、穩(wěn)定、高效、規(guī)范化的運行。

其中，微機控制系統(tǒng)在生產(chǎn)方面采集氣溫、壓力變送設(shè)備、斷水裝置等運行信息，并反饋至CPU集中處置，經(jīng)過處置后的參數(shù)信息能夠反映工業(yè)生產(chǎn)活動的實際狀況，然后再傳達相關(guān)指令，使智能控制系統(tǒng)能夠按照指令調(diào)試和完善空氣設(shè)備，從而提升空氣壓縮器的運行效果。相對于原來的單片產(chǎn)品，其變通性、可靠性更加能夠提高空氣壓縮器的性能。

4.4 控制生產(chǎn)變量

工業(yè)制造期間會產(chǎn)生大量生產(chǎn)變量，人們很難采取穩(wěn)定性的方法對其進行檢查、防范，不能嚴(yán)格控制變量使生產(chǎn)變得非常困難，采取PRC技術(shù)能夠合理控制生產(chǎn)過程的變量，而且實現(xiàn)數(shù)字訊息、仿真訊息的轉(zhuǎn)化，最后實現(xiàn)變量控制。比如，邏輯變量，這是被控現(xiàn)場輸送給PLC輸入端的閉合設(shè)備的信息[5]。

4.5 捻線機中PLC技術(shù)的運用

捻線機是經(jīng)過RS485通信操控多臺變頻器來管理多臺交流異步電動機，而且管理捻線機多個轉(zhuǎn)動，其中涉及錠子的高速回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動、卷繞摩擦筒的回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動以及往復(fù)導(dǎo)紗桿的轉(zhuǎn)動。所以捻線機選擇3臺電機實現(xiàn)傳動，錠子獨立通過放絲電機通過龍帶運動，摩擦筒卷繞轉(zhuǎn)動源于收線電機，導(dǎo)紗轉(zhuǎn)動源于絕對值編碼器輸出格雷碼，通過程序管理導(dǎo)紗電機。捻線機融合現(xiàn)代機電一體化科技，主要組成部分是觸摸屏、變頻器、PLC、三相交流異步電動機以及絕對值編碼器等。

另外，需要注意的是，隨著我國化纖行業(yè)的變革，PLC與DCS逐漸融合形成的新型的控制系統(tǒng)，即FCS系統(tǒng)，使國內(nèi)紡絲控制系統(tǒng)可以更加自動化、數(shù)字化和信息化。但是，除了化纖行業(yè)之外，PLC技術(shù)在冶煉、石油化工以及報裝產(chǎn)品等行業(yè)也有較大的使用優(yōu)勢[6]。所以，PLC技術(shù)對國家工業(yè)生產(chǎn)的作用很大。新時期，深入探究PLC技術(shù)有較高價值，而且FCS系統(tǒng)屬于一種融合系統(tǒng)、SCADA/HMI于一體的工業(yè)智能化現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場各種設(shè)備儀器之間的銜接，把控制性能延展至現(xiàn)場，降低投入成本，當(dāng)前是市場中流行的控制系統(tǒng)產(chǎn)品，該系統(tǒng)產(chǎn)品能夠確保與企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層材料控制系統(tǒng)之間的信息共享。

5 結(jié)束語

經(jīng)過上述分析能夠發(fā)現(xiàn)，PLC技術(shù)針對整個機電控制器的關(guān)鍵性，PLC技術(shù)融合了計算機系統(tǒng)與智能化科技，可以對機電設(shè)施以及關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)線進行穩(wěn)定管理，正是由于PLC技術(shù)的優(yōu)越性，其在機電生產(chǎn)方面使用非常普遍，為加快機電行業(yè)的發(fā)展步伐，需要深入探究與優(yōu)化PLC系統(tǒng)，使之可以不斷提高各種性能，為機電企業(yè)創(chuàng)造大量經(jīng)濟利益。

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