機械電氣控制裝置PLC技術的應用

馬飛

摘要：PLC技術在電氣工程當中的應用十分常見，通過合理的應用，既可以大幅度提高生產效率，也可以滿足自動化電氣工程的需求。在科學技術持續發展的今天，PLC技術應用也迎來了新的機遇和挑戰，獲得了更大的發展空間，其控制能力也越來越強，促進了電氣工程領域的創新與突破。因此，在實際應用的過程中，技術人員需要掌握好技術要求、方式以及效果等內容，發揮技術的最大化優勢，促進電氣工程行業的發展與進步，因而針對PLC技術在電氣工程及其自動化控制進行分析是非常有必要的。

關鍵詞：PLC技術;電氣工程;自動化控制

引言

在現代社會發展過程中，電氣工程以及電力生產是非常重要的環節，通過對電氣生產以及電氣工程進行自動化設計管控，可以在最大程度上實現電氣工程技術的綜合應用，確保PLC技術應用更加合理，也可以在電氣工程技術應用中，實現對自動化技術的實施，確保項目應用合理。PLC技術在電氣工程自動化控制中應用，可以完成控制程序編程，同時也可以完成對控制的綜合應用分析，提升技術應用效果。

1PLC概述

可編程控制器即PLC，是一種在預先設定好的程序下自動運行，可進行開關量控制、模擬量控制、運動控制等的電氣自動化控制裝備。PLC要發揮作用，需要很多的配套裝置，包括傳感器、變頻器等。PLC通過傳感器獲得機械設備的工況信息，并在CPU上進行處理，設定好程序中有關于控制程序啟動的閾值，CPU根據傳感器采集的信息判斷是否達到閾值，進而判斷是否需要調整機械設備的運行參數，若需要調整則轉換信號，向機械設備的控制裝置如變頻器發送指令，通過調頻來實現對機械設備的自動控制。

2應用優勢

PLC控制技術具有可靠性強、編程簡單、組態靈活、功能齊全的優勢。可靠性強優勢體現為PLC控制器采取單片微型計算機設計方法，應用大規模電路集成技術，并具備電路保護和故障自診斷使用功能，不易出現運行故障。編程簡單優勢體現為PLC控制程序采取由16及以上命令語句組成的梯形圖，梯形圖形象簡單、易于掌握，編程人員無需具備計算機專業知識也可完成編程作業。組態靈活優勢體現為系統采取積木式結構，由若干功能模塊簡單組合形成，在工藝流程、控制需求發生變化時，直接對功能模塊種類數量加以調整，即可改變PLC控制系統的規模體量及使用功能。功能齊全優勢體現為系統具備開關量控制、模擬量控制、數字量控制、故障自診斷與故障報警等多項使用功能，可滿足絕大多數工業環境的機械設備控制需求。

3PLC技術在機械設備電氣自動化控制中的應用

（1）順序開關控制。在順序開關控制中，預先在PLC程序中設定控制方案，PLC系統在啟動后按預定動作順序向各執行機構下達特定功能指令，有序控制機械設備執行動作，完成生產任務。同時，在系統中建立輸出信號反饋機制，在上一步驟執行完畢后，向系統反饋前一步的電信號，將其作為執行下一步機械動作指令與發出轉換主令信號的條件，如果上一步驟動作執行有誤或未得到執行，將無法執行后續的受控機械動作，避免出現動作順序錯亂問題。例如，在液壓滑臺工作期間，由PLC控制器下達液壓滑臺啟動指令，控制滑臺移動至接近工件處停下，反饋轉換信號，確定滿足轉換條件后，切換至工件進給狀態，加工工件，在加工完畢后重復反饋轉換信號與判斷轉換條件的步驟，控制滑臺退回起始位置后停止。傳統繼電器控制系統是采取線路元器件順序開關的控制方法，因設備結構復雜和受外部環境干擾，控制精度較差，易出現設備拒動和誤控問題。而對PLC技術的應用，憑借得電自鎖程序，可以在完全滿足轉換、步進條件后再輸出步進條件信號，徹底解決拒動、誤控問題，保證系統穩定運行。

（2）開關量邏輯控制。在開關量邏輯控制場景中，PLC技術的優勢價值體現為，PLC系統具有強大的數據處理與邏輯運算能力，既可以實現定時、順序步進與計數等多種邏輯控制方式，同時，還可以解決開環控制無法根據控制結果反饋信息來調節系統的問題，根據現場監測信號來判斷系統運行狀況及感知外部環境，準確計算和預測機械設備運行軌跡，根據判斷、預測結果來調節開關量與切換系統控制方式，從而強化機械設備PLC控制系統的環境自適應與自控糾偏能力，避免產生過大控制誤差和出現運行故障。

（3）數據采集監控。在數據采集監控中，PLC控制系統具備多元化使用功能，可以做到對現場環境及生產過程的全面反映、跟蹤監控，這也是實現順序開關控制、閉環控制、開關量邏輯控制等使用功能的重要前提，具體包括現場監測、數據集中顯示、數據記錄、預測分析等。其中，現場監測功能是通過布置的傳感器裝置，持續采集設備工作溫度、線路電流電壓、壓力、轉速、環境溫度等現場監測信號，對數字信號進行解碼處理后轉換為可讀取的模擬信號。數據集中顯示功能是在系統界面以數字圖表的形式集中顯示現場監測數據、系統運行數據，幫助工作人員全面了解機械設備控制系統的實時運行狀況，工作人員可以直接在觸摸屏上點擊功能欄來下達控制指令，提供人機操作服務。數據記錄功能是將系統運行期間產生的信息數據導入PLC數據記錄單元或個人電腦存儲卡中進行保存，為后續故障診斷、設備檢修、預測分析等操作的開展提供信息支持，如在故障診斷期間，啟動溯源分析程序，分析故障出現前后的運行數據是否存在異常情況，從而判斷故障類型、鎖定故障點。而預測分析功能是采取預測算法，在數學模型中導入系統運行數據等相關信息，根據算法結果來預測未來一段時間的機械設備控制過程、論證控制效果，一般情況下可采取遞推最小二乘參數辨識算法，搭配S7-300等型號的PLC辨識器。

結束語

機械設備電氣自動控制普遍采取繼電器控制技術，基于布線邏輯和接線程序實現輸入/輸出控制功能，此方法有著簡單實用的優勢。然而，隨著生產工藝改進與生產環境變化，繼電器控制系統暴露出控制功能單一、接線復雜、設備體積大、通用性差等問題，難以滿足控制需求。通過PLC技術的應用，可以全面優化傳統控制系統，解決實際問題，使電氣自動控制能力發生質變，這也是機械設備電氣自動控制體系的必然發展趨勢。

參考文獻

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