PLC用于旋轉(zhuǎn)方向的檢測

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的飛速發(fā)展與的不斷完善，機械設(shè)計制造技術(shù)得到快速發(fā)展，從而促進(jìn)了PLC制造控制技術(shù)在各個生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，同時對設(shè)計方法和實現(xiàn)工藝的要求越來越高。在機械的動力傳動過程中，旋轉(zhuǎn)運動是最常見的運動形式，為了更好地控制機械運動，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計和產(chǎn)品功能的相輔相成，還需要利用PLC實現(xiàn)手段上和檢測上的融合。基于此，文章從多個角度就PLC用于旋轉(zhuǎn)方向的檢測進(jìn)行深入分析，希望對相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：PLC、旋轉(zhuǎn)方向、機械運動、檢測

在科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)飛速發(fā)展的時代背景下，對機械檢測尤其是機械運動旋轉(zhuǎn)方向檢測提出了嚴(yán)格要求。機械檢測人員不僅需要具備扎實的理論基礎(chǔ)，還需要具備較強的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力。由于PLC的內(nèi)部程序和技術(shù)對檢測設(shè)備具有較高的要求，所以利用機械自身的齒輪或者齒盤進(jìn)行檢測，文章首先介紹了PLC技術(shù)，然后通過電動機的反接制說明旋轉(zhuǎn)方向檢測狀況，以此促進(jìn)機械設(shè)備水平的不斷提高，滿足人們多樣化需求。

一、 PLC技術(shù)概述

PLC技術(shù)是遵循一種周期性掃描工作方式的技術(shù)手段，它本質(zhì)上屬于一種控制系統(tǒng)。具體來說，PLC技術(shù)按照一定的程序指令進(jìn)行，在系統(tǒng)中采集與處理數(shù)據(jù)，執(zhí)行完一個路程進(jìn)行下一個流程，做到最后在返回第一個流程進(jìn)行新一輪的工作，周而復(fù)始。在該系統(tǒng)中所具備的CPU是獨立的，也就是說控制系統(tǒng)有著自己獨立的CPU，而且還有相關(guān)的功能面板和接觸口。PLC的圖形結(jié)構(gòu)與繼電器控制的線路圖很相似，二者的信號輸出與信號輸入都是相似的，都是通過這些配置可以對開關(guān)量、模擬量等數(shù)據(jù)進(jìn)行采取、處理、分析、整合以及對比。但是二者也存在著本質(zhì)上的區(qū)別，繼電器本身就受到控制線路的控制，屬于共同運行的工作方式。PLC是通過控制其內(nèi)部的各個部件，具有較強的編程能力，PLC技術(shù)中還需要綜合分析梯形圖程序，它屬于是周而復(fù)始的掃描工作，是屬于串行的工作方式。不僅可以控制一些復(fù)雜的邏輯程序，還突破了傳統(tǒng)接線方式的弊端，在很大程度上節(jié)約了加工成本與資源。

二、 基本原理

21世紀(jì)初期，隨著生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)材料的不斷提高，對機械產(chǎn)品的需求量與日俱增，這幾年，機械制造企業(yè)得到快速發(fā)展，使得機械產(chǎn)品市場變得更加復(fù)雜、多變，市場競爭越來越激烈。隨著技術(shù)的進(jìn)步和質(zhì)量管理水平的不斷提高，機械產(chǎn)品的可靠性也得到提高，但是機械產(chǎn)品在應(yīng)用過程中還存在諸多問題，市場競爭惡劣，安全事故頻頻發(fā)生，企業(yè)管理不科學(xué)、不規(guī)范，經(jīng)濟(jì)效益與社會效益都不理想。在對機械運動的控制中經(jīng)常要對機械的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行全方位檢測，以此有效掌握機械運行情況。現(xiàn)階段，檢測物體的旋轉(zhuǎn)方向，可以在旋轉(zhuǎn)軸上安裝一個齒盤，這個齒盤就是機械傳動物件的組成部分，當(dāng)然還可以使用齒輪等。

對于控制邏輯這個方面來說，PLC是采取儲存器邏輯，電氣控制系統(tǒng)是典型的人機系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)工作原理，在完成機電設(shè)備故障檢測信號和控制指令的接收工作之后，在進(jìn)行參數(shù)提取和分析。在齒盤邊上放置兩個相似開關(guān)，保持兩個齒盤之間的距離是齒寬的2倍，也就是說齒寬為接近兩個開關(guān)中心距離的2倍。我們都知道，工作的程序與控制的邏輯是相關(guān)聯(lián)的，只要改變控制的邏輯，那么程序也就隨之改變了。也就是說控制模塊完成機電設(shè)備故障檢測信號和接收工作的前提，電氣控制系統(tǒng)的控制邏輯主要是通過依靠觸電來實現(xiàn)對機型的控制，它根據(jù)控制指令，利用專家知識，完成從故障特征到故障原因識別工作。當(dāng)齒盤在正轉(zhuǎn)時產(chǎn)生一個XO時，超前X1大約在四分之一的位置上，當(dāng)齒盤在反轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生一個X1，根據(jù)正反轉(zhuǎn)時兩個接近開關(guān)產(chǎn)生的相同位置來檢測旋轉(zhuǎn)方向。在正轉(zhuǎn)時A相超前B相，觸電的工作時間非常短，在幾十毫秒數(shù)量間，PLC是沒有觸點的，它是由程序指令進(jìn)行控制，速度非常快。在XO=1時，X1由1變?yōu)?，這時會產(chǎn)生一個下降沿，上升沿會隨著物體運轉(zhuǎn)速度辨別出物體的旋轉(zhuǎn)方向了。

圖一：旋轉(zhuǎn)方向檢測示意圖

三、 在電動機反接制動控制中的應(yīng)用分析

PLC具有良好感知開關(guān)信號，靈敏度較高。出現(xiàn)開關(guān)量故障就是由于電機的外部件電源的電壓過大，電壓過大還就會造成電氣設(shè)備的損毀。在常規(guī)的繼電器、接觸器控制電路中，三相異步電動機的反接制動采用速度繼電器來檢測電動機的旋轉(zhuǎn)方向。所以，在實際診斷過程中，進(jìn)行實時在線診斷，考慮梯形編程，保證輸入狀態(tài)值與實際狀態(tài)值一致，對設(shè)備以及系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)情況進(jìn)行精準(zhǔn)定位。如果兩個數(shù)值相等，則工作狀態(tài)就是正常，否則就是出現(xiàn)故障了，出現(xiàn)故障必須在控制系統(tǒng)過程中融合故障診斷，加強對機電設(shè)備的監(jiān)督與保護(hù)，防止故障進(jìn)一步加大，導(dǎo)致電網(wǎng)與電壓降低，對人們的正常生活帶來一定的影響。

PLC在診斷以及識別模擬量信號方面。其主要是為模擬量輸入與輸出。在實際工作中，電流過大就會導(dǎo)致電路元器件一直處在過量的電流狀態(tài)下。模擬信號可以利用輸出設(shè)備達(dá)到系統(tǒng)的相關(guān)要求，之后在于輸入模擬信號相結(jié)合，利用PLC技術(shù)對參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，對整個過程中進(jìn)行實時跟蹤和檢測，將系統(tǒng)極限當(dāng)做參考，利用分析模擬量而研究實際值。電動機的旋轉(zhuǎn)速度為零時切開電壓，速度繼電器一般和電動機的軸相連接。如果電動機采用PLC控制，采用直接檢測電動機旋轉(zhuǎn)方向的方法，如果實際值與極限值相似或者接近，就說明系統(tǒng)是正常運行，如果實際值與極限值存在較大差異，就說明系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。所以，必須以實際情況為依據(jù)，通過相應(yīng)的邏輯關(guān)系，有效控制機電設(shè)備的旋轉(zhuǎn)方向，防止電路元器件的設(shè)備負(fù)載過大，最終造成整個控制系統(tǒng)發(fā)生故障。

四、結(jié)束語

綜上所述，機械運動控制其重要的內(nèi)容就是對機械旋轉(zhuǎn)方向的檢測，當(dāng)前檢測旋轉(zhuǎn)方向的方法和裝置有很多，但有一定的弊端。利用PLC的可編程序很容易檢測到各種控制信號。

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（作者單位：中國鋁業(yè)西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司壓延廠電氣車間）

作者簡介：周薇，1991年1月，女，漢族，重慶市，助理工程師，研究方向：PLC控制。