機械電氣控制裝置中PLC技術的具體應用

吳杰

摘要：PLC技術在機械電氣控制裝置中的實踐運用，不僅可以顯著提升各行業生產水平與能力，降低設備故障率，減輕勞動強度，還可保障工人人身安全，加快工業化建設進程。在機械電氣控制裝置中引進PLC技術，可快速、精確控制機械電氣設備，并基于多元化控制方式，確保機械電氣設備穩定性與安全性。據此，本文詳細分析了機械電氣控制裝置中PLC技術的實踐應用。

關鍵詞：機械電氣控制裝置;PLC技術;工業化

0 ?引言

在計算機技術發展推動下，我國工業化進程不斷加快，而適應于工業發展的各種新型技術也得以衍生，促使工業化生產與產品質量都實現了顯著優化。自動化技術由初始基于微電子技術的電子裝置逐漸發展為基于計算機高速運算的控制系統，最終整個行業在多次變革中實現了質的飛躍，構建了基于現代化計算機通信與控制技術相結合的控制系統，推動了新興行業的發展，為自動化技術添加的全新活力。在機械電氣控制行業持續進步發展下，PLC技術實現了在各個領域的廣泛應用，且發展至今，已建立了成熟的生產體系，以此廣泛投放于產品持續化與批量化生產中。現階段，基于PLC技術的DCS控制系統與FCS控制系統也已實現了迅速更新發展。

1 ?PLC技術優勢分析

首先，PLC技術是計算機技術與自動化技術有機結合而成的新型技術，其具有兩種技術的優勢特性，應用過程簡單便捷，安裝與使用流程簡潔，工作效率良好，質量優越;其次，PLC技術可廣泛應用于多種系統類型機械電氣控制裝置內，并且可高度優化機械生產過程，此外此技術兼容性較高，可與多種先進技術相融合，以更高程度上滿足機械電氣控制領域個性化要求;再次，PLC技術在機械電氣領域應用中引進了許多集成電路技術，如此不僅可提高機械電氣控制裝置抗干擾能力，還可優化機械電氣控制設備整體性能，有助于促進機械電氣領域的長遠穩定發展;最后，PLC技術在實踐運用時，一旦出現故障，其可自行快速檢測，排查故障問題，并發出告警信息，提示工作人員及時了解故障具體位置，采取有效措施加以修復解決。

2 ?機械電氣控制裝置中的PLC技術控制系統

2.1 DCS控制系統分析

DCS控制系統（分散控制系統），又稱之為集散控制系統，具備高度集中化控制特性，可分散管理與集成管理機械電氣裝置。DCS控制系統由兩部分組成，即通信系統與控制系統，二者都以計算機技術為基礎，科學控制機械電氣設備，以確保實踐工作中的實際操控與檢測。作為DCS控制系統的神經載體，通信系統是指揮調度控制系統的關鍵所在，只有準確接受并傳輸指令，才可正確指導控制系統，保障系統合理運行。DCS控制系統設計初衷在于，基于集散控制思維進行控制系統設計，本著信息集成控制，危險要素分散控制的原則，確保信息傳輸準確性與穩定性，以及危險因素方法的有效性與科學性。

2.2 FCS控制系統分析

不同于DCS控制系統，FCS控制系統（現場總線型控制系統）通過有機融合現代化智能技術與自動化體系，并配合通信網絡構建了全新機械電氣控制裝置，其具備智能化控制與自動化管理特性，消耗與成本低，靈活性高，操作簡單。并且就目前實踐應用可知，FCS控制系統與現代化機械電氣控制裝置實際應用需求高度相符，功能擴散范圍較大，操作優勢突出，所以，在現代化科技進步更新趨勢下，FCS控制系統早已發展為PLC技術的重要構成，并已經呈現出逐步代替DCS控制系統趨勢。另外，FCS控制系統自身可雙向輸出與數字化輸出，且具有多分支結構，可以選用各式各樣的傳輸模式傳送信息，在很大程度上提高了機械電氣控制裝置的可控性與靈活性。FCS控制系統結構具體如圖1所示。

3 ?機械電氣控制裝置中PLC技術的具體應用分析

3.1 PLC系統總體設計

為了進一步實現電氣工程系統控制，在設備設計初期，需不斷擴展PLC技術功能，促使電氣控制系統滿足電氣工程運行穩定性的相關設計要求，以此提高電氣工程生產效率與質量，只有這樣，才能夠設計生產出高質、高效的產品。因此在PLC控制系統設計過程中，需充分了解被控制對象的具體要求，就圖紙實際勘察工作現場，采集資料，并與作業技術人員實時溝通交互，共同協商，制定電氣工程系統最佳控制方案，并詳細分析可能會出現的控制問題，采取有效防控措施，在發生問題之后，雙方協作加以解決。在PLC自動控制系統設計中，還應充分考慮實用性，從而保障電氣控制可靠性與穩定性。PLC自動控制具體流程如圖2所示。

3.1.1 開關量邏輯控制

PLC控制系統的基礎功能為開關量邏輯控制功能，其可通過邏輯運算能力，實現電氣工程運行狀態的邏輯運算，還可通過控制指令，有效控制繼電器串聯、并聯、串并聯等連接方式的開關。與傳統繼電器控制系統相比較，基于PLC控制系統可針對電氣系統的全部光電與接近開關等進行邏輯控制。為了便于修復PLC控制系統，PLC控制程序可在基于接入模塊、輸入模塊、輸出模塊的檢測元件信號與輸出信號中構建中間變量，并轉換硬件輸入與輸出測點為數據塊的位，以實現輸入、輸出測點與數據塊位相互對應的關系，從而提高PLC控制系統可讀性與修復簡潔性。以開關量邏輯控制功能作用的發揮，還可有效控制電氣工程系統中的全部電氣設備。

3.1.2 數字量與模擬量控制

在工業化生產中，一般都會存在一些難以估計與預測的生產變量，統稱為模擬量，大體包含溫度變量、速度變量、質量變量等。在實踐工業生產中，很容易受這些模擬量影響，導致生產效率與產品質量降低。因此，就機械電氣設備控制而言，生產變量控制是重中之重。以PLC技術為基礎進行模擬量數字化轉換，PLC內通常包括A/D轉換模塊，可科學有效實現機械控制裝置與電氣模擬系統中的數字量與模擬量轉換，以保障系統良好控制性能。

3.2 電氣安全監測控制裝置

PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用，既能夠遠程自動化控制電氣設備，又能夠實時準確傳輸監控數據于總監控室，并通過總監控室進行數據分析，電氣設備檢查，還可根據電氣設備實際運行效果進行系統調節，同時呈現監控畫面于系統屏幕上，以便于更好地分析電氣設備實際運行狀態，保障電氣運行良好，有效降低電氣設備故障率。在電氣安全監測管控設備中合理利用PLC技術，可全天候全過程監控整個運作流程，一旦期間出現任何事故都可及時采取措施加以有效解決，從而最大程度上降低損失，并確保工作人員人身安全。

4 ?實例應用分析

4.1 原理圖分析

在PLC技術實踐應用中，原理圖分析是基礎環節，發揮著良好的指導性作用，指引著PLC技術在整個機械電氣控制系統中的發展，因此PLC技術投入實踐前，需詳細檢查分析原理圖，保證無誤，才可執行。原理圖分析需先充分掌握電路圖中的基礎電氣設備，在關鍵位置明確標注。繪制電路圖并校驗合格之后，開始識別電路，明確電路控制電器與保護裝置，防止工作人員在具體操作時無法準確找到相應器件，引發嚴重損失。而保護裝置負責有效保護機械電氣控制裝置的所有電路，除了必須需要舍棄的電路，任何電路裝置周圍都會安裝保護裝置。同時，還要保證電源準確供電，作為機械電氣裝置運行動力，電源電流通暢是重要的基礎保障。

4.2 控制系統分析

以煤炭分裝器為實例，詳細分析PLC控制系統于機械電氣控制裝置中的關鍵作用。由于分裝器結構簡單，大體包括攔包機、導料擺板、氣動系統等，各個部分都具備其相應的實際作用，以分工實現煤炭分裝器作業的專項功能。煤炭分裝器的分料皮帶配置了多組光電感應器，通過PLC控制系統間斷性分隔計算煤炭進入分裝箱的具體時間，以有效實現煤炭粉裝操控臺的機械電氣控制。由此可知，PLC技術在工業生產中發揮著積極作用，不僅可以防控傳統作業方式既有漏洞，還可提升企業工業生產整體水平與安全系數。此外，PLC控制系統還具備智能化設定功能，針對煤炭分裝的擁堵問題，設置第一時間斷開電源的應對措施，以整體保護機械設備，避免生產線失誤引發不必要的經濟損失。

5 ?結語

總而言之，在科學技術迅速發展推動下，機械自動化技術與電氣自動化技術實現了廣泛應用，為更進一步滿足機械電氣領域發展需要，需不斷健全優化PLC技術在機械電氣控制裝置的有效應用，以提升生產效率，保障機械電氣設備運行安全性與穩定性，只有這樣，才可有效推動機械電氣領域長遠可持續發展，進而為機械電氣企業帶來良好的經濟效益與社會效益。

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