試析PLC技術(shù)基礎(chǔ)上的工程機(jī)械控制系統(tǒng)

王剛元武昌工學(xué)院

試析PLC技術(shù)基礎(chǔ)上的工程機(jī)械控制系統(tǒng)

王剛元
武昌工學(xué)院

充分利用PLC技術(shù)，能夠?qū)こ虣C(jī)械的控制系統(tǒng)進(jìn)行有效改進(jìn)，進(jìn)一步使工程機(jī)械的自動(dòng)化水平得到有效提升。本課題筆者在分析基于PLC技術(shù)的工程機(jī)械控制系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)基于PLC技術(shù)的工程機(jī)械控制系統(tǒng)的有效實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探究，希望以此為工程機(jī)械自動(dòng)化水平的提升提供一些具有價(jià)值性的參考依據(jù)。

PLC技術(shù)；工程機(jī)械；控制系統(tǒng)

引言

以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)的工程機(jī)械控制系統(tǒng)通常由于三大部分組成，即為初始化、車(chē)上控制及遙控控制[1]。最為典型的便是軍用工程機(jī)械控制系統(tǒng)。長(zhǎng)期實(shí)踐表明，要想使工程機(jī)械的控制系統(tǒng)得到有效改進(jìn)，便需要對(duì)PLC技術(shù)充分利用，將其把人工手動(dòng)控制取而代之，從而提高工程機(jī)械控制的自動(dòng)化水平。鑒于此，本課題對(duì)“PLC技術(shù)基礎(chǔ)上的工程機(jī)械控制系統(tǒng)”進(jìn)行分析與探究具有較為深遠(yuǎn)的重要意義。

1 基于PLC技術(shù)的工程機(jī)械控制系統(tǒng)功能分析

1.1 控制功能概述

以某軍用工程機(jī)械為例，其主要作用于土方開(kāi)挖工作當(dāng)中，工程機(jī)械涵蓋了十六項(xiàng)控制功能，最為典型的有“挖壕/挖坑選擇”、“手動(dòng)/自動(dòng)選擇”、“翻轉(zhuǎn)架上升及下方控制”以及“浮動(dòng)控制”等[2]。在PLC技術(shù)的融合下，對(duì)此工程機(jī)械系統(tǒng)提出了更高的要求，即為要求多兩個(gè)控制回路。

1.2 主要涉及的兩個(gè)控制回路

對(duì)于要求多兩個(gè)控制回路，一個(gè)為車(chē)上控制回路，另一個(gè)為無(wú)線(xiàn)遙控回路。這兩個(gè)控制回路均需要在遙控狀態(tài)下方可實(shí)現(xiàn)。

一方面，對(duì)于車(chē)上控制回路，主要的構(gòu)件有開(kāi)關(guān)量輸入及模擬量輸入，主要的控制對(duì)象是行使裝置與車(chē)上工作裝置。除此之外，還對(duì)工作當(dāng)中發(fā)生的操作失誤及異常狀況發(fā)出警報(bào)，從而使出現(xiàn)的故障能夠獲取第一時(shí)間的處理。

另一方面，對(duì)于無(wú)線(xiàn)遙控回路，是同樣擁有車(chē)上控制系統(tǒng)的功能的，與此同時(shí)還具備多項(xiàng)控制功能，比如車(chē)輛轉(zhuǎn)向的控制、換擋的控制、油門(mén)調(diào)節(jié)及制動(dòng)等方面的控制。對(duì)于遙控回路來(lái)說(shuō)，是把遙控信號(hào)傳輸至PLC的，進(jìn)一步讓PLC進(jìn)行系統(tǒng)化的處理。PLC能夠把有用的數(shù)據(jù)，比如檔位狀態(tài)等及時(shí)地向遙控器的處理單元反饋，這樣操作員便能夠?qū)?chē)輛的狀態(tài)充分掌握。基于無(wú)線(xiàn)遙控作業(yè)當(dāng)中，遙控器的處理單元是具有一定的作用的，比如對(duì)于出現(xiàn)的失誤操作，便能夠通過(guò)遙控器的處理單元發(fā)出警報(bào)。除此之外，如果有緊急狀況發(fā)生，PLC便能夠具體情況具體分析，進(jìn)一步作出有針對(duì)性的處理措施。

2．基于PLC技術(shù)的工程機(jī)械控制系統(tǒng)的有效實(shí)現(xiàn)

結(jié)合基于PLC技術(shù)的工程機(jī)械控制系統(tǒng)圖示（圖1）。在根據(jù)該控制系統(tǒng)中初始化、車(chē)上控制及遙控控制三大部分，可知對(duì)于以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)的工程機(jī)械控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，是需要從初始化、車(chē)上控制及遙控控制三大方面著手的。

基于PLC技術(shù)的工程機(jī)械控制系統(tǒng)圖示

2.1 初始化的有效實(shí)現(xiàn)

在系統(tǒng)通電后，PLC首先實(shí)現(xiàn)的便是初始化。系統(tǒng)的初始化又分為兩個(gè)部分，一部分為系統(tǒng)的自檢，另一部分為基于遙控狀態(tài)位的初始化[3]。

對(duì)于系統(tǒng)的自檢來(lái)說(shuō)，是在系統(tǒng)自身發(fā)生錯(cuò)誤，或者系統(tǒng)運(yùn)行外部條件不充分的情況下，便會(huì)通過(guò)發(fā)出警報(bào)，從而使控制系統(tǒng)的運(yùn)作停止。比如是否具備擴(kuò)展模塊、又比如上電是不是處于正常狀態(tài)，這類(lèi)問(wèn)題均屬于系統(tǒng)方面的問(wèn)題。

對(duì)于以遙控狀態(tài)位為基礎(chǔ)的初始化來(lái)說(shuō)，是體現(xiàn)在設(shè)置及遙控狀態(tài)位本身。系統(tǒng)所使用的接收遙控指令為“RS485”型號(hào)，因此在設(shè)置方面便需要充分完善，比如自由端口號(hào)的設(shè)置、字符數(shù)據(jù)位的設(shè)置以及校驗(yàn)方面的設(shè)置等。

在完成自行檢查之后，控制系統(tǒng)便可以根據(jù)車(chē)上的狀態(tài)開(kāi)關(guān)，進(jìn)一步對(duì)控制方式進(jìn)行判斷，主要看其屬于車(chē)上控制方式，還是屬于遙控控制方式。對(duì)于不同的控制方式，是有相對(duì)性的控制程序的。

2.2 車(chē)上控制的有效實(shí)現(xiàn)

對(duì)于車(chē)上控制來(lái)說(shuō)，主要是對(duì)車(chē)上控制面板開(kāi)關(guān)設(shè)置的情況進(jìn)行判斷，進(jìn)一步作出相應(yīng)的執(zhí)行操作。若為手動(dòng)操作，那么每一項(xiàng)操作均需要由工作人員加以控制。若為自動(dòng)操作，能夠便需要對(duì)時(shí)間、轉(zhuǎn)速以及工作方式等進(jìn)行預(yù)先設(shè)置，然后保障自動(dòng)操作過(guò)程的有效性。

2.3 遙控控制的有效實(shí)現(xiàn)

對(duì)于遙控控制來(lái)說(shuō)，其控制信號(hào)是通過(guò)遙控器發(fā)出來(lái)的。從可靠性及安全性等方面考慮，遙控控制的設(shè)計(jì)需要注意多方面的問(wèn)題。

一方面，基于遙控工作的情況下，若在4秒以?xún)?nèi)不能對(duì)遙控器發(fā)出的指令進(jìn)行有效接收，那么控制系統(tǒng)需要停止工作，對(duì)于車(chē)輛當(dāng)中的拋土器及檔位復(fù)位等均需要停止。

另一方面，在數(shù)據(jù)丟失的情況下，遙控是會(huì)發(fā)生中斷的故障的。為了防范這一故障的發(fā)生，需采取“一問(wèn)三答”措施[4]。即為控制系統(tǒng)在每接收以此遙控器發(fā)出的指令，進(jìn)行三次回答。

除此之外，需要嚴(yán)格檢驗(yàn)在控制程序的基礎(chǔ)上由PLC接收的遙控指令，進(jìn)一步對(duì)接收到的遙控指令的有效性進(jìn)行判斷，若為無(wú)效，則需進(jìn)行消除處理。

3．結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本課題的探究，認(rèn)識(shí)到在PLC技術(shù)的應(yīng)用下，工程機(jī)械控制系統(tǒng)將能夠改善原來(lái)人工手動(dòng)控制的方式，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。如此一來(lái)，工程機(jī)械自身性能將得到有效提升，同時(shí)在工作中的工作效率也能夠得到相應(yīng)的提升。鑒于此，可以得出結(jié)論：PLC技術(shù)應(yīng)用在工程機(jī)械控制系統(tǒng)當(dāng)中，能夠使工程機(jī)械的自動(dòng)化水平得到有效提升，因此值得推廣及應(yīng)用。

[1]楊征.基于PLC技術(shù)在溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].電子制作, 2014,20：6-7.

[2]黃平.基于PLC技術(shù)的路燈控制系統(tǒng)探討[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng), 2014,09：6-9.

[3]方寧.基于PLC技術(shù)的破碎機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].煤礦機(jī)械,2014,06：149-151.

[4]陳香琳.基于ARM9的工程機(jī)械控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)化技術(shù)[J].百色學(xué)院學(xué)報(bào),2013,03：111-113.

王剛元（1992-）男，漢族，湖北武漢人，本科，武昌工學(xué)院，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)。