PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用淺析

摘要：隨著時代的進步和科學技術的發展，PLC 技術得到了迅速發展和廣泛應用。本文將對PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用進行探討，以供同行參考。

關鍵詞：PLC技術；機械電氣；控制裝置；應用

前言

PLC技術在現代工業生產、電氣控制等領域的應用范圍極廣，不僅能對機械生產和電氣設備運行中的故障進行控制，保證電氣控制系統的正常、穩定運行，還能在同等條件下降低控制器的維修成本，為相關企業或行業減少經濟損失。由此看來，在現代機械電氣控制領域中，PLC技術是值得大量推廣和應用的，對電氣控制系統的運行與發展有著重要意義。

1、PLC的概述及基本特點

1.1 PLC技術的概述

PLC，中文全稱可編程控制器，基本定義為，一種借助計算機技術、信息技術和自動化控制技術來實現編程與控制的裝置，具有較好的通用性。以PLC技術為依托生產出的PLC裝置內部含有一個微處理器，該處理器能控制裝置的運行狀態，實現裝置的穩定運行。有了這個微處理器，即使是對PLC裝置功用不了解的人，也能很好的對其加以應用。目前，PLC裝置及其相關技術已經被廣泛應用到了電氣控制領域中，切實提高了電氣機械的運行穩定性和可靠性，使電氣裝置、電氣機械的運行故障得到了及時的處理和有效的控制。

1.2 PLC的基本特點

PLC技術下的PLC裝置具有三大基本特點，一是體積小且重量輕，二是實用性強，三是抗干擾能力強。下面對PLC裝置的三大特點做詳細介紹。

（1）裝置體積小，重量輕。PLC裝置的體積很小，國內電氣行業現存的最小PLC裝置底部尺寸遠遠小于100mm，裝置總重量不超過150g。由于PLC裝置具有體積小、重量輕的特點，所以安裝難度并不大，也不耗費安裝工作量，且該裝置應用到電氣控制中以后，還能切實推動機電一體化的實現。

（2）裝置的實用性較強。PLC裝置的實用性很強，能在不同規模、不同形式的電氣控制裝置中得到應用，且在應用時，該裝置除了能實現基本的邏輯編程以外，還具有一定的運算能力，能對數據進行運算。近幾年來，隨著人們對PLC技術研究力度的加大，PLC控制器的實際功能已經得到了很大程度上提升，當前的PLC裝置不僅能實現邏輯處理和數據運算，還能實現溫度控制和位置控制。

（3）裝置的干擾能力強。PLC裝置具有很強的抗干擾能力，原因在于PLC裝置的內部控制系統應用了集成電路，該電路的生產工藝比較先進，所以電路的抗干擾能力也很強。與一般性的控制器相比，PLC控制器控制系統的運行穩定性要高得多。另外，PLC控制器還具有維修簡單，造價成本低等特點，應用于電氣控制行業中能為該行業節省下大量的控制器維修成本。

2、PLC技術在機械電氣控制裝置中應用的設計思路

2.1原理圖設計

原理圖設計是機械電氣控制裝置的第一項工程，要保證機械電氣控制裝置的質量、功能等，需要做好第一步原理圖的設計。主要是對機械電氣控制設備的控制線路、其他電路、信號等方面進行分析，并且，要保證熟練的掌握每個設計環節有著較好的辨認和解讀的能力。對原理圖的設計第一要分清機械電氣控制裝置中的各個電氣設備，并在設計原理圖上詳細的標注出來，第二，要分清機械電氣控制裝置中對哪些分電路以及主線路的控制，第三，要分清機械電氣控制裝置中哪些電氣具有保護的功能，第四，要根據之前的分析與實際情況聯系起來，對各個設計環節進行逐一的檢查，確保沒有任何紕漏，進而一個完整的機械電氣控制裝置的原理圖就已形成。在原理圖設計環節需要注意的是，一定要與實際情況相連，不能以經驗進行推斷，因為大多數的機械電氣控制裝置工作的環節都不同，如果忽略了這一點，就會造成機械電氣控制裝置出現問題。

2.2將PLC技術應用到機械電氣控制裝置的設計中

PLC技術應用到設計中是一個關鍵的過程，因為PLC分為很多種型號，而每種型號的性能也各有區別，在應用到機械電氣控制裝置的設計中也會起到不同的控制管理作用，而機械電氣控制裝置的應用也極為廣泛，在很多行業都有應用，也就是說機械電氣控制裝置的應用環境也各有不同，因此，在將PLC技術應用到機械電氣控制裝置的設計中，要根據實際情況選擇合理的PLC的型號。根據機械電氣控制裝置的應用環境合理的選擇PLC型號，可以更有效的發揮出PLC技術的控制和管理的功能，也進一步提高機械電氣控制裝置的運行效率。

2.3 PLC技術的通信網絡設計

通信網絡設計是PLC控制系統設計中的重要組成，機械電氣控制裝置的整體銜接性就要靠通信網絡來完成，才能實現對整個系統的控制和管理的功能。PLC技術的通信網絡設計主要包括通信網絡、控制網絡等兩部分組成。在設計的過程中對主從總線以及各級子網配置也各不相同，主從總線的通信方式要以1：N的形式進行配置，而各級子網的通信網絡可以采用3-4級，通過合理的通信網絡設計來實現機械電氣控制裝置的人機界面的監控程序和通信程序，完成對整體系統的控制和管理的設計。

2.4接地設計

接地設計是PLC技術在機械電氣控制裝置中最后的一個設計環節，雖然是最后的環節，但是對整體系統的穩定性也有著一定的影響，因此在接地設計中要嚴格按照相關的規范要求來執行設計的規范。在接地設計的實踐中，會有很多設計人員經常忽略這個關鍵的環節，接地設計太隨意，不僅起不到接地的作用，還會對機械電氣控制裝置的穩定性造成嚴重的影響。首先，要保證機械電氣控制裝置的接地設計需按照國家的技術政策來執行，并以設備安全、人員安全、經濟合理以及供電的可靠性為基本原則；其次，機械電氣控制裝置的接地設計要根據工程的規模、工程特點、地質特點以及發展規劃進行合理的設計；第三，機械電氣控制裝置的接地設計應遵從節約能源的方向考慮，節約用銅、有色金屬等。從多方面考慮，設計科學、合理、規范、安全的接地設計，以此來保證PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用效果。

2.5 PLC控制系統的設計選擇

該系統的設計尤為重要，此處以煤炭分裝器為例，分裝器的構成部分包括電氣控制系統、氣動系統以及攔包機、導料擺板等，其設計原理為，利用安裝在分料帶上的光電感應器對煤炭進入分裝箱的具體狀況進行辨認，PLC系統負責煤炭進入分裝箱距離的時間計算工作，最終借助相關軟件完成操作臺上的開關控制。此外，該系統還能夠設置分裝重量，一旦發生擁堵現象，能夠自動斷電，形成自我保護。實際選擇時，一般會采用日本OMRON小型 PLC控制器，在設置I/0點數時，可設為輸出16，輸入24，共40點。

3、PLC技術的發展趨勢

在當今的機械電氣控制裝置中，PLC技術應用極為廣泛，尤其是FCS，控制系統的出臺，更是將更多的功能帶到機械電氣控制行業，打破了傳統的DCS，控制系統的專用通信網絡的限制，實現了全局化的通信網絡控制，而且，FCS，控制系統在結構分布上也比DCS，控制系統廣泛，是以行星全分布式的整體結構來實現對現場的控制和管理的功能。也就是說，PLC技術在逐漸走向分散化、開放化以及數字化的控制管理特征。在未來的發展中，PLC技術不僅是一個基層的控制系統，同時還是一種新型全分布式以及開放式的控制系統，而且，PLC技術也朝著智能控制、傳感、數字通訊以及計算機等技術的綜合性發展，是機械電氣控制裝置中不可缺少的熱門技術。

結束語

隨著時代的進步和科學技術的發展，PLC 技術得到了迅速發展和廣泛應用。不僅能對機械生產和電氣設備運行中的故障進行控制，保證電氣控制系統的正常、穩定運行，還能在同等條件下降低控制器的維修成本，為相關企業或行業減少經濟損失。由此可見，PLC技術在今后的發展中，對電氣控制系統的運行與發展有著重要意義。

參考文獻：

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