探究機(jī)電自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

史亞男

國電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)（保定）有限公司 河北 保定 071000

引言

PLC技術(shù)因?yàn)榫邆涠〞r(shí)、計(jì)數(shù)以及儲存的功能，所以在工業(yè)發(fā)展中得到了重點(diǎn)應(yīng)用，PLC技術(shù)中所應(yīng)用的硬件類似于微型計(jì)算機(jī)，具體包括了中央處理器、儲存器和電源等。隨著工業(yè)的高速發(fā)展，為了提升整體效率，機(jī)電自動(dòng)化控制逐漸受到了更多人的關(guān)注，而在應(yīng)用PLC技術(shù)的過程中，因?yàn)槠鋺?yīng)用起來較為簡單且適應(yīng)能力較強(qiáng)，所以得到了廣泛的應(yīng)用。

1 PLC技術(shù)的概念和特點(diǎn)分析

所謂PLC技術(shù)，是指利用微處理技術(shù)來將計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、通信和自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合，從而組成為工業(yè)控制裝置，這項(xiàng)技術(shù)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，并在汽車制造中獲得了不錯(cuò)的效果。隨著計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)逐漸得到了完善，所能夠應(yīng)用的領(lǐng)域范圍也在不斷增加，逐漸形成了計(jì)算機(jī)、電氣設(shè)備和儀表的一體化控制模式，結(jié)合當(dāng)前的科技發(fā)展情況，PLC技術(shù)逐漸成為一種開放式的控制體系。PLC技術(shù)有著較強(qiáng)的可靠程度和抗干擾能力，相比于傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，PLC技術(shù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性更高，同時(shí)操作系統(tǒng)也十分的簡單，操作便捷。PLC技術(shù)的應(yīng)用中常常采用的是梯形圖編程方式來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，這樣的編程方式是更多的人所能夠接受的，在方便PLC系統(tǒng)方案安裝的同時(shí)，后期維護(hù)也更加的方便[1]。

2 PLC技術(shù)的組成和可行性分析

在機(jī)電自動(dòng)化控制中所涉及的方式主要包括以下兩種，首先是PLC技術(shù)的控制，其次是繼電器的控制，從目前的情況來看，在采用繼電器來實(shí)現(xiàn)機(jī)電自動(dòng)化控制時(shí)存在著一定的缺陷問題，難以滿足生產(chǎn)的實(shí)際需求，對于機(jī)電設(shè)備運(yùn)行和生產(chǎn)形成了一定的阻礙。而通過PLC技術(shù)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制獲得了非常好的效果，所以這一技術(shù)的應(yīng)用得到了推廣，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中需要考慮到工業(yè)環(huán)境，同時(shí)也要考慮到設(shè)備性能、儲存容量、計(jì)算能力、控制能力和編程系統(tǒng)等等，實(shí)現(xiàn)控制量和模擬量的結(jié)合，優(yōu)化對機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的控制。

PLC技術(shù)硬件部分主要包括了輸入輸出電路、儲存器、CPU板等等，這里將分別對這幾個(gè)硬件部分進(jìn)行一一分析，首先是輸入輸出電路，輸入電路主要是由交流和直流輸入來組合而成，輸入電路主要負(fù)責(zé)對輸入設(shè)備信號進(jìn)行接收，通過光電耦合裝置來對信號進(jìn)行控制和隔離，然后通過程序編碼的方式將其轉(zhuǎn)化成為PLC信號格式，接著通過CPU讀取這部分信號，將其傳輸?shù)絻Υ嬖O(shè)備當(dāng)中。其次是CPU板，這部分也是PLC技術(shù)的核心所在，其中包括了處理器、儲存器和并行、串行接口等等，CPU板的作用為程序的控制和運(yùn)算，對于系統(tǒng)部件和邏輯運(yùn)算等都有著重要的管理意義，在PLC技術(shù)中所存在的儲存設(shè)備有著針對各個(gè)系統(tǒng)的儲存功能，而并行和串行接口則是實(shí)現(xiàn)信息交換的橋梁。第三是儲存裝置的擴(kuò)展接口，該接口是隨機(jī)和只讀儲存設(shè)備所應(yīng)用的擴(kuò)展卡盒，其中較為常見的是COMSROM、COMS、EEPROM這幾種卡盒，其中COMSROM和COMS能夠提供備用電量，在斷電時(shí)確保不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況。EEPROM卡盒也同樣能夠確保斷電或者停電時(shí)不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，專用的編程裝置能夠進(jìn)行擦除操作。可擦除可編程的ROM卡盒，需要采用相應(yīng)的編程器來進(jìn)行寫入，將完成調(diào)試過程的儲存資料寫入到ROM當(dāng)中，可在擦寫時(shí)通過紫外線進(jìn)行芯片的照射，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的擦除，在這個(gè)過程中如果擁有足夠的編程電壓可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)性的編程[2]。

3 PLC技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

3.1 PLC技術(shù)在電梯控制中的應(yīng)用

因?yàn)镻LC技術(shù)本身的抗干擾能力較強(qiáng)且操作起來簡單，在整個(gè)運(yùn)行中較為穩(wěn)定安全，所以這一技術(shù)在電梯控制中得到了應(yīng)用，且成為當(dāng)前電梯自動(dòng)化控制的重要組成部分。在電梯控制中應(yīng)用PLC技術(shù)的優(yōu)勢主要包括以下幾個(gè)方面：首先，通過應(yīng)用PLC技術(shù)能夠大幅度的降低電梯故障概率，以往在應(yīng)用繼電器時(shí)常常會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，但PLC技術(shù)能夠有效解決這方面的問題。其次，通過應(yīng)用PLC技術(shù)能夠強(qiáng)化電梯控制系統(tǒng)所具備的功能性，當(dāng)出現(xiàn)斷電或者停電的情況通過PLC技術(shù)可保證電梯持續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，避免安全問題的出現(xiàn)。最后，通過應(yīng)用PLC技術(shù)能夠使得機(jī)電設(shè)備擁有更強(qiáng)的安全性，且在日常的維護(hù)工作中也更加便捷，同時(shí)在對其進(jìn)行安裝時(shí)也更加簡便，有著比較強(qiáng)大的功能。利用PLC技術(shù)來替換繼電器，也可以實(shí)現(xiàn)繼電器中PLC模塊的安裝，使得接線和連線之間能夠進(jìn)行連接，在維修時(shí)只需要安裝模板插入部件，即可通過診斷指示裝置來對部件狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測[3]。

3.2 PLC技術(shù)在開關(guān)控制中的應(yīng)用

在機(jī)電控制中運(yùn)用PLC技術(shù)能夠?qū)⑵淇醋鳛橐环N編程儲存器，從而加入到虛擬繼電器的運(yùn)行當(dāng)中，在進(jìn)行開關(guān)控制時(shí)，繼電器往往需要花費(fèi)較長的反應(yīng)時(shí)間，且無法在這個(gè)過程中做到短路保護(hù)效果，在對PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用后，對于這方面的不足進(jìn)行了彌補(bǔ)，通過自動(dòng)切換系統(tǒng)來對繼電器長時(shí)間反映問題進(jìn)行解決，減少反應(yīng)時(shí)間的同時(shí)也保證了系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。

3.3 PLC技術(shù)在機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用

在進(jìn)行機(jī)床加工時(shí)，容易出現(xiàn)液壓和電氣之間的銜接問題，且一旦出現(xiàn)了這樣的問題很難做到提前的排除，所以有必要應(yīng)用PLC技術(shù)，在機(jī)床電氣控制中對于PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，替代了之前的接觸器，對時(shí)間精確程度進(jìn)行有效的改善，讓控制裝置能夠?qū)υO(shè)備情況進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，從而將控制監(jiān)管和故障報(bào)警結(jié)合在一起，提升電氣設(shè)備的運(yùn)行效率[4]。

3.4 PLC技術(shù)在順序控制中的應(yīng)用

在汽車行業(yè)當(dāng)中通過運(yùn)用PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對操作順序的有效控制，這個(gè)過程中能夠發(fā)揮出PLC技術(shù)在順序控制上的優(yōu)勢特點(diǎn)。汽車生產(chǎn)包括了沖壓、焊接、總裝和涂裝等環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)都離不開PLC技術(shù)的應(yīng)用，例如在沖壓環(huán)節(jié)當(dāng)中除了控制機(jī)械手之外，其他的環(huán)節(jié)都需要應(yīng)用到PLC技術(shù)，而在焊接傳輸控制上，一條生產(chǎn)線對于PLC的應(yīng)用可能會達(dá)到八個(gè)以上，如果自動(dòng)化控制的功能無法得到體現(xiàn)，那么就會對生產(chǎn)效率造成不利影響。所以需要科學(xué)設(shè)計(jì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，通常情況下該系統(tǒng)包含了遠(yuǎn)程控制、主站層和現(xiàn)場傳感裝置，必須控制好這幾個(gè)部分才能夠?qū)LC技術(shù)的性能充分發(fā)揮出來，達(dá)到更好的順序控制效果[5]。

3.5 PLC技術(shù)在火電控制中的應(yīng)用

因?yàn)榧夹g(shù)限制，目前在火電控制中主要采用的是電磁繼電器，因?yàn)樵摾^電器中的元件觸點(diǎn)較多，所以當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)會影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。同時(shí)，繼電器中的接線十分復(fù)雜，很難對故障進(jìn)行有效的維修。而通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，則無須應(yīng)用很多元件，從而減少觸點(diǎn)，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。另外，PLC技術(shù)具備自診功能，能夠在故障出現(xiàn)后自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)保護(hù)，并發(fā)出信號，減少了故障帶來了損害。通常來看，在火電控制當(dāng)中，故障的發(fā)生無法做到完全避免，且在一般情況下故障都具備了非線性特點(diǎn)。因此，對于故障的診斷及維修成為火電控制工作中的重點(diǎn)問題。在此背景下，PLC技術(shù)在火電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用很好地解決了這一問題，提高了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的檢測效率。此外，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、專家系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)了對故障位置的精確計(jì)算，提高了其出現(xiàn)故障后診斷與維修工作的效率[6]。

4 結(jié)束語

綜上所述，機(jī)電自動(dòng)化在當(dāng)代社會發(fā)展中的應(yīng)用極為廣泛，很多功能都與PLC技術(shù)存在一定的關(guān)聯(lián)。隨著我國科技水平的不斷提高，機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中存在的不足也在不斷完善，可見 PLC 技術(shù)的應(yīng)用對于機(jī)電自動(dòng)化的發(fā)展有著重要意義。