基于PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試

張曦 郭瑩瑩

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)也有了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，而在當(dāng)前各個(gè)行業(yè)發(fā)展中，對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行合理地應(yīng)用可以有效的推動(dòng)行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。而為了能夠更好的保障機(jī)電一體化設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，提高整體設(shè)備的效率，就必須要對(duì)其進(jìn)行調(diào)試。本文就對(duì)現(xiàn)階段PLC控制下的機(jī)電一體化設(shè)備安裝和調(diào)試進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：PLC控制;機(jī)電一體化設(shè)備;安裝與調(diào)試

一、PLC控制技術(shù)的含義和特點(diǎn)

在當(dāng)前信息時(shí)代背景下，隨著我國(guó)工業(yè)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，PLC控制技術(shù)是其重要的發(fā)展產(chǎn)物，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中有著非常顯著的優(yōu)點(diǎn)。

第一，PLC控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可靠性。一般情況下，在PLC控制系統(tǒng)下可以實(shí)現(xiàn)硬件和軟件保護(hù)工作的同時(shí)性[1]。這主要是因?yàn)镻LC內(nèi)部是由現(xiàn)代化的集成電路技術(shù)和相關(guān)的制造工藝結(jié)合制造而成的，對(duì)有關(guān)的硬件進(jìn)行制造，這樣一來(lái)，內(nèi)部硬件的抗干擾能力就會(huì)大大提高。與此同時(shí)，PLC控制系統(tǒng)相比較其它的機(jī)電控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，電氣接點(diǎn)的數(shù)量也大大減少了，可以有效的降低系統(tǒng)問(wèn)題的發(fā)生率，而且在實(shí)際的工作過(guò)程中PLC控制系統(tǒng)還具有檢測(cè)能力，面對(duì)突發(fā)事件可以在第一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理，發(fā)出警報(bào)。

第二，在實(shí)際的操作過(guò)程中PLC控制系統(tǒng)有著較強(qiáng)的簡(jiǎn)便性。參考系統(tǒng)控制的實(shí)際要求，可以通過(guò)對(duì)PLC控制邏輯進(jìn)行應(yīng)用從而完成控制程序的編寫(xiě)工作。傳統(tǒng)的硬件接線可以被程序來(lái)代替，而且在后續(xù)的工作過(guò)程中可以直接對(duì)程序進(jìn)行調(diào)整，這樣一來(lái)就可以避免更改接線，大大提高了整體的工作效率[2]。除此之外，PLC控制系統(tǒng)在不斷地發(fā)展進(jìn)程中也會(huì)形成有關(guān)的指標(biāo)，提高整體硬件系統(tǒng)配置的靈活性。

二、PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備安裝調(diào)試的原則

（一）可靠性原則

在對(duì)PLC控制下的機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員不僅需要強(qiáng)化設(shè)計(jì)過(guò)程的科學(xué)合理性，還需要不斷地提高硬件的抗干擾能力。在實(shí)際的工作過(guò)程中，配置方式以及元件等存在的問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致硬件發(fā)生嚴(yán)重的問(wèn)題，所以在設(shè)計(jì)硬件的過(guò)程中必須做好有關(guān)的保險(xiǎn)工作，保證能夠?qū)⒅鳈C(jī)的電源控制在2A之內(nèi)。除此之外，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作過(guò)程中，技術(shù)工作人員還需要嚴(yán)格遵守可靠性原則，從而有效的提高PLC控制機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（二）避免電磁的干擾

在進(jìn)行安裝和調(diào)試的過(guò)程中，專(zhuān)業(yè)的技術(shù)工作人員還需要對(duì)電源的抗干擾能力進(jìn)行重點(diǎn)考慮。在此過(guò)程中不僅需要對(duì)設(shè)備的外圍信號(hào)以及模板的配置問(wèn)題進(jìn)行全方面的檢查和監(jiān)督，還應(yīng)該最大限度的減少外圍設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的中間流程，通過(guò)此種方法可以有效的減少工作過(guò)程中各種類(lèi)型的干擾[3]。如果在工作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)PLC內(nèi)部存在大功率的電機(jī)，那么相關(guān)的技術(shù)工作人員需要在短時(shí)間內(nèi)將繼電器和輸入點(diǎn)進(jìn)行連接。這樣一來(lái)，才能夠?qū)C(jī)電回路進(jìn)行隔離，并且在后續(xù)的調(diào)試過(guò)程中還能夠減少對(duì)其的干擾。

三、批量機(jī)電控制系統(tǒng)的安裝和調(diào)試

（一）布線

現(xiàn)階段PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部主要包括：電源線、控制線、動(dòng)力線以及其他零部件。在實(shí)際的工作過(guò)程中，首先相關(guān)的技術(shù)操作人員需要對(duì)不同種類(lèi)線的功能進(jìn)行熟悉和了解，然后再進(jìn)行布線工作。在進(jìn)行布線工作的過(guò)程中，工作人員需要把控好電源線和PLC設(shè)備之間的距離，避免兩者距離過(guò)近，相互之間產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。除此之外，還需要注意避免在同一個(gè)開(kāi)關(guān)柜中安裝高壓電線和低壓電線。流程內(nèi)部設(shè)備的輸入線和輸出線也要及時(shí)的進(jìn)行區(qū)分，可以參考屏蔽線，然后對(duì)模擬量端口進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，留有充足的空間。還可以將不同類(lèi)型的擴(kuò)展單元設(shè)置在PLC系統(tǒng)的內(nèi)部，在實(shí)際的工作過(guò)程中不同單元和模塊之間在傳遞信息的過(guò)程中需要使用電纜，因此在進(jìn)行布線的過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要注意避免直流線和交流線同時(shí)出現(xiàn)在同一個(gè)電纜線中。除此之外，還需要加強(qiáng)對(duì)輸出線和動(dòng)力線之間距離的控制。在對(duì)屏蔽層進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)工作人員需要首先進(jìn)行接地處理。

（二）對(duì)輸入設(shè)備進(jìn)行安裝

在安裝和調(diào)試PLC機(jī)電控制系統(tǒng)的過(guò)程中，輸入設(shè)備的安裝也是其中重要的工作內(nèi)容之一。在實(shí)際的工作過(guò)程中，相關(guān)工作人員不僅需要對(duì)輸入設(shè)備中期安裝工作內(nèi)容進(jìn)行考慮，同時(shí)還需要在嚴(yán)格遵守各項(xiàng)規(guī)定的情況下進(jìn)行有關(guān)機(jī)電一體化設(shè)備的安裝工作。

（三）I/O接線端的處理工作

在處理I/O線的過(guò)程中，首先需要將I/O線的輸入線長(zhǎng)控制在32m之內(nèi)。在實(shí)際的處理過(guò)程中，專(zhuān)業(yè)的技術(shù)工作人員可以使用常開(kāi)點(diǎn)的方法和輸入的端口進(jìn)行對(duì)接，這樣一來(lái)才能夠保證內(nèi)部梯形圖和原理圖之間的相同性，與此同時(shí)，還需要將短路保護(hù)裝置安裝在輸入和輸出組件的內(nèi)部[4]。對(duì)于常規(guī)來(lái)說(shuō)，信號(hào)隔離器是最常用的處理器之一。在實(shí)際的工作過(guò)程中信號(hào)隔離器可以有效的隔離工作電源和輸入、輸出過(guò)程。如果在正常工作狀態(tài)下，系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生了短路問(wèn)題，由于信號(hào)隔離器的存在可以利用相應(yīng)的線路從而實(shí)現(xiàn)與PLC的聯(lián)絡(luò)，及時(shí)的對(duì)內(nèi)部故障進(jìn)行處理，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的保護(hù)力度。在對(duì)繼電器進(jìn)行選擇的過(guò)程中，有關(guān)的工作人員應(yīng)該盡可能的選擇性?xún)r(jià)比比較高、抗干擾能力較強(qiáng)的繼電器進(jìn)行有關(guān)的工作。

如果在實(shí)際的工作過(guò)程中發(fā)生了意外事件，那么專(zhuān)業(yè)的技術(shù)工作人員可以對(duì)通過(guò)對(duì)外部安全電路進(jìn)行合理地設(shè)置，從而最大限度的降低線路異常情況的發(fā)生率，避免發(fā)生不安全狀態(tài)。例如，互鎖保護(hù)電路以及急停保護(hù)電路都可以在電路內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)第一時(shí)間對(duì)其進(jìn)行處理。

在工作的過(guò)程中，技術(shù)工作人員還需要加強(qiáng)PLC接地線和及其接地線的連接工作，最大限度的減少電壓沖擊。在連接PLC接地線和機(jī)器接地線的過(guò)程中，還需要加強(qiáng)對(duì)截面積的控制力度，并且要保證接地電阻能夠控制在99歐姆內(nèi)。如果在使用的過(guò)程中需要使用擴(kuò)展單元，那么就需要做好接地點(diǎn)和基本單元之間的連接工作，同時(shí)需要斷開(kāi)PLC和其它設(shè)備之間的連接。

（四）電源模塊

在對(duì)電源模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要首先將24V的電源設(shè)置在PLC內(nèi)部。而且在工作過(guò)程中交流電源和直流電源都有著非常重要的作用。在實(shí)際的使用過(guò)程中，需要在中間安裝交流開(kāi)關(guān)和保險(xiǎn)。

（五）安全聯(lián)鎖試驗(yàn)和故障測(cè)試工作

首先需要對(duì)機(jī)電設(shè)備一體化的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行大致的判斷，這樣一來(lái)才能夠?qū)Ρ粰z測(cè)設(shè)備的功能進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估[5]。如果相關(guān)技術(shù)工作人員在檢測(cè)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)了問(wèn)題，那么技術(shù)工作人員需要立即對(duì)設(shè)備進(jìn)行全方面的檢查，對(duì)可能產(chǎn)生的損害進(jìn)行判斷。在實(shí)際的工作過(guò)程中還需要注意要嚴(yán)格按照有關(guān)的規(guī)定進(jìn)行各項(xiàng)操作，避免發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。

（六）調(diào)試軟件

一般情況下，都會(huì)在系統(tǒng)內(nèi)部安裝開(kāi)機(jī)自動(dòng)檢測(cè)程序。這樣一來(lái)在開(kāi)機(jī)之后，系統(tǒng)就可以自動(dòng)進(jìn)行檢查。相關(guān)的技術(shù)工作人員只需要判斷指示燈就可以對(duì)設(shè)備是否正常運(yùn)行進(jìn)行了解。在輸入軟件的過(guò)程中，要想避免輸入信號(hào)發(fā)生抖動(dòng)問(wèn)題，需要對(duì)抖動(dòng)程序進(jìn)行合理地應(yīng)用。

在進(jìn)行調(diào)試的過(guò)程中，提高程序的專(zhuān)業(yè)程度，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的故障。除此之外，在進(jìn)行施工的過(guò)程中可能會(huì)發(fā)生連續(xù)性的故障，相關(guān)技術(shù)工作人員在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編制的過(guò)程中可以對(duì)控制系統(tǒng)中的邏輯進(jìn)行應(yīng)用。

四、案例分析

（一）自動(dòng)線路設(shè)備控制技術(shù)

在對(duì)自動(dòng)線路進(jìn)行控制的過(guò)程中可以從以下幾個(gè)方面入手：

第一，首先需要對(duì)初始位置進(jìn)行確定，保證在完成通電工作之后再進(jìn)行伸縮和其他操作。在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，退料的氣缸會(huì)因此逐漸縮回，而且警報(bào)器也會(huì)發(fā)出警報(bào)。

第二，在實(shí)際的控制過(guò)程中可以首先打開(kāi)開(kāi)關(guān)，這樣一來(lái)紅色警報(bào)器和綠色警報(bào)器就會(huì)在同一時(shí)間內(nèi)發(fā)出警報(bào)[6]。如果在此過(guò)程中料盤(pán)發(fā)生了連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，那么物料桿就會(huì)輸送物料。在保證物料到達(dá)固定位置之后，料臺(tái)的傳感器就會(huì)收到信號(hào)，同時(shí)電機(jī)也會(huì)停止繼續(xù)工作。但是如果物料臺(tái)沒(méi)有接收到物料，那么電機(jī)就會(huì)繼續(xù)進(jìn)行工作。

（二）生產(chǎn)線的程序控制

需要從多個(gè)角度對(duì)生產(chǎn)線程序進(jìn)行有關(guān)的控制工作。因?yàn)闄C(jī)械手的組成比較復(fù)雜，如果只是單純的使用基本的指令是無(wú)法發(fā)揮機(jī)械手真正的價(jià)值。因此，相關(guān)的技術(shù)工作人員在進(jìn)行編程的過(guò)程中可以使用順控指令。一般情況下，順控指令下的思路比較清楚，即使編程一些復(fù)雜的線路，后期修改工作的難度也會(huì)大大降低。在對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制的過(guò)程中，需要將不同的程序進(jìn)行有效的連接，在對(duì)物料進(jìn)行輸送的過(guò)程中，也可以編寫(xiě)有關(guān)的程序。

（三）電路電氣安裝和調(diào)試工作

在操作的過(guò)程中，電路系統(tǒng)內(nèi)部的線路數(shù)量非常多。對(duì)不同模塊內(nèi)部原理圖進(jìn)行分析，可以將內(nèi)部電路進(jìn)行分類(lèi)。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)將多個(gè)傳感器和磁性開(kāi)關(guān)安裝在生產(chǎn)線內(nèi)部，在運(yùn)作的過(guò)程中每一個(gè)傳感器和此項(xiàng)開(kāi)關(guān)都會(huì)進(jìn)行相關(guān)的工作。在實(shí)際的安裝過(guò)程中，可以首先將DC25V和此項(xiàng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行連接，然后在PLC內(nèi)部安裝總線，這樣一來(lái)傳感器中的線路才能夠有效的發(fā)揮自身的作用。

一般情況下可以將24V的電源放置在PLC輸入電源當(dāng)中，這樣一來(lái)就可以更好的進(jìn)行輸出工作[7]。除此之外，相關(guān)的技術(shù)工作人員還可以在系統(tǒng)中將24V和25V的電源加入到其中，保證能夠滿(mǎn)足輸入電源和輸出電源的實(shí)際需求，在系統(tǒng)的正常工作中也能夠最大限度的發(fā)揮電源的實(shí)際價(jià)值。

（四）電源單元和PLC單元的連接

一般情況下，PLC內(nèi)部的輸出電源是獨(dú)立存在的。同時(shí)系統(tǒng)也會(huì)安裝DC24V電源，這樣一來(lái)就可以同時(shí)滿(mǎn)足輸入電源和輸出電源正常的工作需求。因此，必須要保證輸入設(shè)備和輸出設(shè)備一體電源方案的專(zhuān)業(yè)性才可以避免在后續(xù)的過(guò)程中出現(xiàn)電源疊加現(xiàn)象。電源單元和PLC單元連接結(jié)構(gòu)如圖所示。

總結(jié)：綜上所述，現(xiàn)階段機(jī)電設(shè)備的一體化發(fā)展符合當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展需求。使用PLC對(duì)一體化設(shè)備進(jìn)行合理地管控，可以最大限度的發(fā)揮設(shè)備的價(jià)值和作用。從實(shí)踐進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)階段機(jī)電設(shè)備一體化中只有對(duì)合理地技術(shù)手段進(jìn)行應(yīng)用，才能夠更好的推動(dòng)機(jī)電一體化設(shè)備的發(fā)展和進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]季澤南.基于PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2018，45（06）：187.

[2]肖建英，劉源.基于PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試[J].設(shè)備監(jiān)理，2019（07）：49-50.

[3]凌常艷.基于PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試分析[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2018，45（05）：169.

[4]劉紅，曾學(xué)淑.基于PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試[J].中國(guó)設(shè)備工程，2018（07）：124-125.

[5]趙柏寧.基于PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試[J].工程技術(shù)研究，2018（03）：132-133.

[6]姚偉.基于PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（02）：138.

[7]張曉霞.基于PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試[J].價(jià)值工程，2017，36（06）：96-98.