PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用解析

高興昌?張鑫

摘 要 近年來，隨著經濟的不斷發展，電子技術也取得了飛速的發展。其代表是可編程控制器（PLC）的快速發展。它已成為微電子領域的代表產品。PLC控制系統將計算機和電氣控制結合在最先進的理論和技術領域，并在不斷改進的過程中發揮功能指標，傳統的PLC控制理念進行了新的改進，使其在電氣控制領域發揮更大的作用。本文就PLC技術在電氣控制裝置中的應用進行了簡要的探討。

關鍵詞 可編程控制器；PLC；電氣控制裝置；應用

前言

近年來，隨著技術的進步和發展，機電一體化技術也在非常迅速的發展。PLC作為自動化領域的領先技術，正得到越來越廣泛的應用。在20世紀下半葉，現場總線技術開始興起。隨著越來越深入的研究，PLC開始逐漸顯示出它的優勢。由于靈活的控制和易于閱讀的編程語言，PLC的優勢越來越突出。

1 PLC基本特點概述

1.1 體積小、重量輕

常規的PLC控制器的尺寸是比較小的，超小PLC的尺寸小于100毫米，重量小于150克，功耗僅為幾瓦。由于其體積小，安裝過程中易于安裝，有利于機電一體化的實現。

1.2 具有較強的實用性

PLC可用于不同規模的電氣控制系統。除了基本的邏輯處理功能外，大部分PLC具有數據操作的能力。近年來，PLC的功能不斷增加，其可用性也得到了廣泛的應用，如溫度控制、位置控制等。

1.3 較強的抗干擾能力

PLC控制系統采用了大量的集成電路技術。它在內部電路和生產過程中都有一些先進的技術，所以它的抗干擾技術也很強大，系統的可靠性也比一般的控制器強。此外，PLC具有一定的硬件故障自動檢測功能。當硬件系統故障時，可以自動發出報警信號，維護簡單，維護費用也比較低，應用范圍非常廣泛。總的來說，可編程控制器（PLC）采用數字操作系統，是一種特殊的工業控制器。內部存儲程序、邏輯操作的實現、布爾運算、順序控制、過程控制、運動控制、定時和通信控制操作指令，以及通過數字和模擬信號的輸入和輸出控制各種機器的生產過程。PLC采用模塊化組合，結構緊湊、靈活搭配系統，抗干擾能力強，可靠性高，靈活性好，簡單的編程語言，錯誤可以在線修改等優點，在工業自動化領域，機械開關邏輯控制、數字控制、機器人控制、負反饋控制和多級自動控制系統得到了廣泛的應用。近年來，PLC在煤礦、礦山機械、冶金機械等重型設備中逐步取代傳統的繼電器觸發控制，取得了良好的經濟效益[1]。

2 機械電氣控制發展現狀

隨著我們國家社會和科技的持續發展，計算機控制技術逐漸被應用于工業。工業控制計算機技術應運而生，其技術、產品和應用得到了極大的改進。在控制系統的開發過程中，可編程控制器（PLC）應運而生，它起源于70年代，并成功應用于汽車行業；到90年代，隨著商品加工速度的不斷提高，PLC的算術和控制功能不斷提高，使其連續不斷地實現電氣化儀表和計算機控制的集成。當前階段，基于PLC PID控制電路已經被普遍的使用于連續生產和批量生產工藝過程當中。不僅如此，PLC技術的DCS控制系統也得到了廣泛的應用[2]。

3 PLC在電氣控制中的應用

3.1 開關量邏輯的控制

該控制技術是PLC控制技術中最基本、最廣泛使用的內容。它取代了傳統的中繼電路，實現了邏輯控制和順序控制的同步控制。開關量的邏輯控制不僅可以用于單設備控制，還可以實現生產線和組合機床等自動化流水線控制。

3.2 控制模擬量

在工業生產過程中，會出現許多不可預測的變量，如溫度和速度，這將對工業生產的實際活動產生一定的影響。PLC控制技術的應用使得模擬量能夠實現數字轉換模式，使控制器能夠有效地控制它。

3.3 集中式控制系統

該控制系統主要由強大的中央PLC實體系統和多臺設備組成，并形成了一個中央集成計算機控制系統。在此系統中，不同的設備可以以適當的方式和操作順序形成中央PLC統一處理程序?？梢钥闯?，這種集中控制系統與單一控制系統相比，具有成本低、運行效率高的特點。但它也有一些缺點。如果一個控制對象的程序需要改變，整個控制PLC控制系統將停止運行，導致其他控制對象被迫停止運行。

3.4 分散控制系統

在該系統中，PLC控制系統中的每個控制對象分別進行處理，每個PLC控制器可以通過內部網絡鏈反應有效實現信號傳輸，完成控制任務，或者由主機通過總線信號傳輸。在分布式控制系統中，機械控制方式在多個機器生產線控制方法中使用，使用不同生產線之間的對應數據進行連接，不同的控制對象分別控制PLC的控制，如果其中一個PLC需要停止操作，則不會影響另一個控制器。近年來，隨著科學技術的不斷發展，可有效地將PLC和過程控制相結合，從而更好地實現底層控制任務。

3.5 運動控制

PLC技術可以實現對圓周運動或直線運動的有效控制。在控制系統中，傳統的控制方式直接作用于傳感器和執行器，新的控制系統可以通過運動控制模塊實現。例如，對于多軸位置控制模塊和驅動步進電機的應用，PLC在機器人、機床等控制系統中也得到了廣泛的應用。

3.6 數據處理的運用

在PLC控制系統的數據處理中，它具有數據傳輸、轉換和操作等多種操作功能，能夠有效地完成數據采集和分析。這些數據存儲在系統的內存中，對設備的正常運行具有一定的參考價值，作為數據操作的基礎。內存中的數據可以通過PLC的通信功能傳輸給智能設備。目前，許多應用程序，如過程控制和其他大型控制系統，可以在需要時打印到表中[3]。

4 結束語

近些年來，隨著電氣控制技術的不斷發展，PLC的應用范圍越來越廣。PLC控制器的高性能，具有較強的適應性和可靠性，廣泛應用于自動化控制領域。同時，由于PLC的低成本和連續的功能，它也成為工業企業電氣控制系統的主要控制設備，促進了工業經濟的持續發展。

參考文獻

[1] 劉曉璽.PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用[J].產業與科技論壇，2016，15（05）：71-72.

[2] 呂學紅.PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用[J].輕工科技，2016，32（08）：43-44.

[3] 王文征，劉宗輝.PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用探討[J].價值工程，2014，33（24）：27-28.