PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用

張海英

（棗莊科技職業(yè)學(xué)院 山東省棗莊市 277500）

新時(shí)期下，我國科學(xué)技術(shù)及工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速，而在此大背景下，傳統(tǒng)的機(jī)械、人力工作模式已經(jīng)很難滿足新時(shí)期發(fā)展需求[1]。在工業(yè)生產(chǎn)中，通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，可以在很大程度上環(huán)節(jié)生產(chǎn)關(guān)系與生產(chǎn)力之間面臨的矛盾，因此PLC技術(shù)在當(dāng)前應(yīng)用十分廣泛。在機(jī)械電氣控制中，PLC技術(shù)可以很好地保護(hù)電氣控制裝置，并且能提升機(jī)械電氣控制的自動(dòng)化水平、高效化水平，這對(duì)于工業(yè)發(fā)展有極大幫助[2]。

1 PLC技術(shù)的概述

對(duì)于PLC技術(shù)，其總稱為可編程序控制器，主要是應(yīng)用存儲(chǔ)器、CPU等外部設(shè)備，結(jié)合電源設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[3]。在PLC技術(shù)中，CPU設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵的部分，其類似于人的中樞神經(jīng)，通過CPU可以對(duì)現(xiàn)場輸入裝置進(jìn)行掃描，并對(duì)編程器中用戶程序、用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行接收存儲(chǔ)，從而判斷電源的運(yùn)行狀態(tài)是否正常，并且能對(duì)PC內(nèi)部工作狀態(tài)進(jìn)行檢查，檢查相關(guān)指令、語法執(zhí)行狀況。在存儲(chǔ)器裝置設(shè)計(jì)中，可以借助模塊化子程序功能、系統(tǒng)程序功能來完成信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并且用戶是不能直接提取這些數(shù)據(jù)的，需要在應(yīng)用中通過編程器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入提取。

PLC技術(shù)很好的融合了自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，其可以通過信息存儲(chǔ)控制來達(dá)到對(duì)機(jī)械生產(chǎn)控制的目的，具體來說，PLC技術(shù)的優(yōu)勢在于[4]：

（1）做到機(jī)電一體化。PLC設(shè)備具有安裝方便、質(zhì)量好、重量小等優(yōu)勢，能將自動(dòng)化系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)融合成一體，并且PLC設(shè)備編程很簡潔，可以通過語句表、梯形圖來簡單明了的進(jìn)行表示，在極大程度上促進(jìn)了機(jī)電一體化發(fā)展。

（2）抗干擾能力強(qiáng)。在過去的機(jī)械電氣控制中，用到的裝置經(jīng)常會(huì)受到外界干擾，影響到機(jī)械電氣控制效果。而PLC技術(shù)本身具有很強(qiáng)的抗干擾性能，并且PLC系統(tǒng)中充分用到了集成電路，能實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)模塊的隔離，這也促進(jìn)了其抗干擾性能的提升。

（3）廣泛應(yīng)用各類電氣系統(tǒng)。在實(shí)踐中PLC技術(shù)不僅可以用到機(jī)械生產(chǎn)中，還能數(shù)顯對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)算、處理，同時(shí)其在各類電氣系統(tǒng)中都有良好的應(yīng)用，能顯著提升機(jī)械生產(chǎn)效能。并且PLC技術(shù)還可以與其他先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化，保障了PLC技術(shù)的應(yīng)用效能。

（4）做到自我檢測。在機(jī)械電氣控制中，應(yīng)用PLC技術(shù)還可以對(duì)存在的問題進(jìn)行自我檢測，并且發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警提示，這樣工作人員就可以及時(shí)掌握PLC技術(shù)應(yīng)用中的故障，查明故障原因，并對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的維護(hù)，保障了機(jī)械電氣控制裝置的良好運(yùn)行。

2 PLC技術(shù)的主要控制類型

2.1 DCS系統(tǒng)

這種系統(tǒng)也可以稱作是分散控制系統(tǒng)，其主要是通過微處理器實(shí)現(xiàn)集中顯示、分散控制，屬于新型的儀表控制系統(tǒng)，其具備良好的治理、綜合協(xié)調(diào)能力[5]。DCS系統(tǒng)的應(yīng)用可以通過一種全新的模式實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械電氣裝置的控制，并且著重應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，做到對(duì)現(xiàn)場、監(jiān)測站的全方位控制。在機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用DCS系統(tǒng)，能對(duì)分散的機(jī)械電氣控制裝置實(shí)現(xiàn)集中化管理，并且能對(duì)裝置中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行隔離，保障了裝置運(yùn)行的安全性?？偠灾珼CS系統(tǒng)能讓機(jī)械電氣控制裝置呈現(xiàn)更加安全、穩(wěn)定的運(yùn)作狀態(tài)，并且DCS系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)各種場合的信息收集整合，能促使裝置運(yùn)行狀態(tài)處于可控制狀態(tài)，如果裝置中出現(xiàn)故障，DCS系統(tǒng)就會(huì)快速獲取信息數(shù)據(jù)，并對(duì)裝置進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，保障了系統(tǒng)處于正常的運(yùn)作狀態(tài)。

2.2 FCS系統(tǒng)

這種系統(tǒng)也稱作現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，在主要是利用信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，從而對(duì)機(jī)械電氣裝置進(jìn)行整體控制[6]。將FCS系統(tǒng)應(yīng)用到機(jī)械電氣裝置中，能進(jìn)一步優(yōu)化其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并且FCS系統(tǒng)具有雙向傳播的功能，存在大量網(wǎng)絡(luò)店，能將機(jī)械電氣控制裝置數(shù)據(jù)傳輸置于全新的數(shù)字通信環(huán)境下，有助于機(jī)械電氣裝置機(jī)械化生產(chǎn)能力的提升。并且FCS系統(tǒng)應(yīng)用到機(jī)械電氣裝置中，還可以促進(jìn)裝置智能化服務(wù)水平的提升，能讓機(jī)械電氣項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，促進(jìn)了裝置效果的提升。通過FCS系統(tǒng)的應(yīng)用，還能在實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)單一控制技術(shù)的突破，做到控制多元化，能促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)效益提升。從未來層次看，F(xiàn)CS系統(tǒng)在控制中能讓機(jī)械電氣裝置做到理想化運(yùn)作，做到雙向多節(jié)點(diǎn)、總線式數(shù)字通訊，保障了機(jī)械電氣系統(tǒng)控制下的高度集中完整結(jié)構(gòu)，滿足了工業(yè)企業(yè)發(fā)展需求。FCS系統(tǒng)的應(yīng)用能打破以往應(yīng)用對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的高度依賴，實(shí)現(xiàn)了對(duì)位置分布的合理調(diào)整，工作人員可以按照預(yù)期對(duì)機(jī)械電氣控制裝置的全程控制，凸顯了現(xiàn)代機(jī)械電氣控制技術(shù)的特色。

3 PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制中的具體應(yīng)用

3.1 應(yīng)用于機(jī)械控制裝置中

機(jī)械設(shè)備控制是企業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的關(guān)鍵部分，在實(shí)踐中要想實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化控制，就需要涉及到很多管控設(shè)備，而傳統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)采取的是一對(duì)一配電開關(guān)，存在管理繁瑣困難的局面，并且會(huì)受到各種因素影響，存在比較多的安全隱患[7]。通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，可以在很大程度上降低設(shè)備生產(chǎn)中的故障發(fā)生率，保障了機(jī)械自動(dòng)化，促進(jìn)了生產(chǎn)效率、安全性的提升。機(jī)械電氣自動(dòng)化中PLC技術(shù)主要是對(duì)故障進(jìn)行自動(dòng)分析、診斷，以及控制傳感器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的診斷，從而保障機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)狀況能真正的在PLC控制中心體現(xiàn)出來，這對(duì)于機(jī)械電氣控制的可靠性、安全性提升有極大幫助。

3.2 應(yīng)用于集中控制系統(tǒng)中

將PLC技術(shù)應(yīng)用到編程控制系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置系統(tǒng)實(shí)施總控處理，并且能增強(qiáng)裝置總控系統(tǒng)的應(yīng)用效率[8]。在機(jī)械電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行中，集中控制系統(tǒng)是很關(guān)鍵的一個(gè)組成部分，通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，能最大限度發(fā)揮出集中控制系統(tǒng)的作用。在實(shí)踐中，為了確保集中控制系統(tǒng)的良好運(yùn)作，會(huì)在系統(tǒng)控制中安裝相應(yīng)的總控樞紐，通過PLC技術(shù)可以對(duì)安裝的總控樞紐進(jìn)行控制，使得集中控制系統(tǒng)能更好的用于生產(chǎn)設(shè)備管控中，突出了PLC技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

3.3 應(yīng)用于分散式控制系統(tǒng)

對(duì)于分散式控制，其本身具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性、抗干擾性，并且分散式控制系統(tǒng)能在部分系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)其進(jìn)行斷電處理，防范了故障擴(kuò)大、惡化[9]。分散式控制方法能做到對(duì)各種機(jī)械設(shè)備進(jìn)行即時(shí)控制，這就為設(shè)備的檢修提供了良好的條件。在傳統(tǒng)的控制方式中，分散式控制的應(yīng)用相對(duì)比較狹窄，而PLC技術(shù)在分散式控制系統(tǒng)得以應(yīng)用可以很好的解決這些問題，其可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備、控制系統(tǒng)之間的良好銜接，并且能實(shí)現(xiàn)不同機(jī)械設(shè)備之間的銜接，從而保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。在分散式控制系統(tǒng)應(yīng)用中，還需要建設(shè)相應(yīng)的上級(jí)控制系統(tǒng)，從而對(duì)所有的分散子系統(tǒng)進(jìn)行控制。PLC技術(shù)具有覆蓋范圍廣，計(jì)算能力強(qiáng)等特點(diǎn)，將其應(yīng)用于分散式系統(tǒng)中，可以很好的滿足工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)需求。

3.4 應(yīng)用于控制生產(chǎn)參數(shù)中

在開展工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，必須對(duì)產(chǎn)品的參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制，而控制系統(tǒng)要做的就是對(duì)生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整[10]。在傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，開展生產(chǎn)參數(shù)控制修改、調(diào)整時(shí)，流程十分復(fù)雜，會(huì)在一定程度上影響到生產(chǎn)效益。通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)參數(shù)的良好控制調(diào)整。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會(huì)受到各種因素的影響，出現(xiàn)一些變量參數(shù)，這也會(huì)對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量造成影響，不利于控制信號(hào)生成。借助PLC技術(shù)能在生產(chǎn)運(yùn)行中發(fā)揮出數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)的相互轉(zhuǎn)化，這樣就可以借助數(shù)字信號(hào)本身的抗干擾能力，能很好的提升控制系統(tǒng)抗干擾水平，防范了信號(hào)失真現(xiàn)象出現(xiàn)，能很好的保障產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。

3.5 應(yīng)用于開關(guān)邏輯

在機(jī)械裝置中，如果要做到電氣控制，必須要做到多個(gè)開關(guān)同步作用，這就對(duì)機(jī)械電氣控制裝置的動(dòng)力提出了比較高的要求。將PLC技術(shù)合理的應(yīng)用到機(jī)械電氣控制裝置中，可以對(duì)開關(guān)實(shí)現(xiàn)邏輯控制，從而合理的應(yīng)用裝置中的工序。如將PLC技術(shù)應(yīng)用到繼電保護(hù)中，能讓繼電保護(hù)器朝著更加自動(dòng)、高效的方向運(yùn)行。PLC技術(shù)還可以通過芯片技術(shù)的應(yīng)用，替換掉繼電保護(hù)裝置，促使其功能更加豐富。因此，在裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)邏輯管理，能進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)械電氣裝置的多功能實(shí)現(xiàn)。

3.6 應(yīng)用于安全監(jiān)控中

在機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)施、設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，能保證設(shè)備生產(chǎn)的自動(dòng)化，同時(shí)還能掌握更加全面的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，這些生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)娇刂浦行?，借助總控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一分析處理。通過設(shè)備監(jiān)測實(shí)現(xiàn)了機(jī)械電氣設(shè)備的統(tǒng)一運(yùn)行管理、調(diào)度，在監(jiān)控系統(tǒng)中能實(shí)時(shí)看到監(jiān)控畫面，了解到設(shè)備運(yùn)行、生產(chǎn)的具體情況，并對(duì)其開展智能化分析工作，保證電氣設(shè)備可以時(shí)刻處于最佳運(yùn)作狀態(tài)。同時(shí)還可以將PLC技術(shù)應(yīng)用于輸送機(jī)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的智能化控制，保障了運(yùn)輸?shù)陌踩?。在安全監(jiān)測裝置中通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，如果發(fā)生突發(fā)情況或者是安全隱患，則可以及時(shí)找出根源，定位故障，為檢修人員提供依據(jù)。

3.7 應(yīng)用于其他方面

在機(jī)械電氣控制裝置中，還可以將PLC技術(shù)應(yīng)用于其他方面，以此推動(dòng)自動(dòng)化生產(chǎn)。

（1）可以應(yīng)用于空氣壓縮機(jī)中，一般情況下空氣壓縮機(jī)是應(yīng)用單片機(jī)電氣控制裝置，其本身缺乏良好的穩(wěn)定性，會(huì)對(duì)機(jī)械功能控制、使用帶來很大影響，加上單片機(jī)控制本身存在諸多缺陷，不全面。對(duì)空氣壓縮機(jī)裝置進(jìn)行處理時(shí)，通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，可以在很大程度上改善這些不足，有助于技術(shù)水平的提升。

（2）應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)及接地設(shè)計(jì)中，在通信網(wǎng)絡(luò)和接地設(shè)計(jì)中應(yīng)用PLC技術(shù)，能在很大程度上將各個(gè)環(huán)節(jié)銜接起來，有助于各個(gè)系統(tǒng)模塊的統(tǒng)一管理，有助于設(shè)備整體管理效率提升。PLC技術(shù)應(yīng)用于接地設(shè)計(jì)中，還可以保障系統(tǒng)的安全性、抗干擾能力。所以相關(guān)工作人員在進(jìn)行接地設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好科學(xué)的分析工作，結(jié)合具體情況設(shè)計(jì)合理的接地路線，避免因接地設(shè)計(jì)不合理而引起系統(tǒng)的合理應(yīng)用。

3.8 PLC技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)注意點(diǎn)

在機(jī)械電氣控制裝置中應(yīng)用PLC技術(shù)時(shí)還應(yīng)該特別注意以下幾點(diǎn)：

（1）技術(shù)設(shè)計(jì)方案。PLC技術(shù)的應(yīng)用需要和機(jī)電設(shè)備參數(shù)很好的結(jié)合起來，并且要注重優(yōu)化設(shè)置，以此保證PLC技術(shù)應(yīng)用的可行性、科學(xué)性。

（2）在對(duì)方案進(jìn)行審核時(shí)，要保障相關(guān)方案能滿足機(jī)械設(shè)備的使用標(biāo)準(zhǔn)，從而確保機(jī)械設(shè)備可以最大限度的完成生產(chǎn)任務(wù)。

4 總結(jié)

總而言之，在機(jī)械電氣控制中PLC技術(shù)發(fā)揮著十分重要的作用，PLC系統(tǒng)綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢，可以穩(wěn)定的控制機(jī)械電氣設(shè)備及生產(chǎn)線，正是由于PLC技術(shù)本身的良好優(yōu)勢，使得其在機(jī)械電氣生產(chǎn)中具有良好應(yīng)用，這對(duì)于機(jī)械電氣領(lǐng)域的發(fā)展有極大幫助。因此，在實(shí)踐中需要進(jìn)一步上提高對(duì)PLC技術(shù)的研究，不斷優(yōu)化其性能，從而為工業(yè)發(fā)展提供更大的指引。