PLC技術在機械電氣控制中的應用分析

劉生

摘要：隨著科學技術的不斷進步和發展，PLC技術在機械電氣控制中的應用在不斷的深入發展，通過PLC技術有效的提升機械電氣的運行的安全性與精準性。因此，本文基于PLC技術在機械電氣控制中的應用展開分析，以期能夠有效地為機械電氣控制應用PLC技術做出更加有益的嘗試。

關鍵詞：PLC技術;機械電氣控制;應用

中圖分類號：TP273.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）24-0220-02

0? 引言

在傳統的工業生產的過程中，采用人工控制各種機械電氣設備的生產方式，人工如果出現失誤，那么對于工業生產的進步是很大的阻礙，但是PLC技術的出現，可以有效的降低人工失誤率。提升企業的生產效率，通過PLC技術，利用微電子把機械控制的精確度提升，有效地提升企業的生產效率。

1? PLC技術的優勢

1.1 方便的控制過程? PLC技術在使用中，可以通過電子技術對于原有的機械進行控制，利用電子傳感等裝置，對于機械的各種動作進行電子化的分析，可以減少人工分析的各種人為因素的影響，通過科學的分析，對于機械設備進行更加科學有效控制，減少各種失誤的出現幾率，提升機械運行的準確性與安全性。

1.2 提升反應能力? 原有的機械如果出現故障以后，需要人工在機械的使用中通過自己的經驗進行判斷，通過PLC技術就可以自動對于發生的機械錯誤報錯，機械也會自動停止工作，減少機械的錯誤給生產帶來的危害，同時通過機械自動報錯功能，盡快發現機械本身的問題，可以有效的避免更大的損失。

1.3 很好的兼容性? PLC技術具有很好的兼容性，在機械工業的發展中，把PLC技術應用到很多的行業中去，給其他行業的發展帶來更加便利的體驗，提升其他行業的生產效率。為智能化生產做出有效的技術補充。

2? PLC技術在內燃機上的應用分析

2.1 收集內燃機的各種重要的信號? 在內燃機的運轉過程中，會出現各種重要的指標信號，這些信號有效的指出了內燃機在運行過程中的現狀，同時在這些信號中，也會隱藏著一些內燃機運行的潛在的危險，所以通過PLC技術把內燃機運行的數據進行收集，在儀器上顯示，可以更好的為內燃機的運行做好各種預防工作。

具體來說，在PLC技術對于內燃機的數據收集主要包括以下幾個方面。比如柴油機轉速、機車速度以及油壓水溫等等指標。具體來說柴油機的運轉接頭由e2e-x2el開關以及多齒齒輪組成，而齒輪的另一端連接的是液力傳動箱。多齒齒輪的運轉情況下，接頭可以迅速有效的捕捉到齒輪運轉的情況。這種齒輪每轉動一次就會發出脈沖信號，信號被PLC的XO接收端加收，存儲到D0存儲器中，每1000毫秒就會進行一次記錄，通過運算公式得到內燃機車柴油機運行的轉速，當內燃機車的轉速在500轉每分鐘以上時，是柴油機運轉是否正常的最主要的標志，如果在500轉角分鐘以下，那么機車就不能進行卡開啟以及前進后退等等操作。

同理在使用PLC技術對于機車速度進行數據收集的過程中，也是一樣的原理，具體的原理如圖1所示，如果機車的速度在50千米每小時以上，機車的前進效能失效，柴油機也會自動失效，避免出現事故。

在進行油壓以及水溫的監測中，通過同樣的技術對于水溫以及油壓進行監測，當內燃機的水溫高于102℃或者是油壓低于50bar的時候，柴油機都會自動卸載，保證整個機車運行的安全。

2.2 內燃機車的運行? 在內燃機運行的過程中，各種指數也會出現一定的變化，這些數據指標的變化在一定的范圍內是安全的，同樣，如果在運行的過程中，各種指標數據出現異常，就會給內燃機車的運行帶來巨大的安全隱患，所以通過PLC技術對于內燃機車的運行中的各種參數進行及時收集，幫助操作員對機械整體的運行情況有清晰的了解。

在利用PLC技術對于內燃機進行控制的過程中，內燃機車的柴油機械能通過液力傳動箱中的渦輪輸出功率，在機車運行的過程中，通過把液力傳動箱的油路的改變來改變機車的運行狀態，比如前進還是倒退，在內燃機車的運行中，油路的控制工具是滑閥，滑閥的動作是由氣壓驅動，所以在控制器上的電控閥門就是控制機車運行的最主要的工具，所以在運用PLC技術對于內燃機車進行控制的過程中，必須要保證信號源的接電，司機控制臺接電，同時油壓與水溫等等都不能超過相關的標準，這樣才能保證機車的平穩安全的運行。

2.3 柴油機調速程序改進優化? PLC技術在使用的過程中有一些程序并不是與機械電氣之間有著非常好的聯系，所以在使用的過程中，應該對程序進行不斷的優化，才能實現PLC技術機械之間完美的融合，提升機械電氣運轉的效率。

在內燃機車中ADS控制器是由連接齒輪以及凸輪，開關觸點以及調速手柄幾個部分，在司機通過調速手柄進行操作的時候，凸輪就會被頂起或者凹陷進行，從而對于觸點的連接起到相應的作用，但是如果在內燃機車運行的過程中，司機的操作如果手速過慢就會出現轉速增多，比如在8檔進到9檔的時候，如果柴油機的轉速突然增加到最高轉速，而司機沒有及時進檔，或者進檔過快，就會給正常的內燃機車的運行帶來很大的危害，對于機械內的硬件也會造成損傷。

為節約成本，通過程序優化能解決轉速提升異常問題。根據ADS司機控制器的單向變化原理，可在PLC程序中增加合理的邏輯處理程序段，保證檔位信號升值不發生突變，從而增強檔位輸出信號的可靠性，彌補硬件上不足。具體的程序設計如圖2，在檔位信號值存儲至D198后，將D198的數值傳至D302，并在下一個程序執行周期，利用CMP、SUB指令，使新檔位信號與當前檔位信號進行比對，若檔位跨越2位，則將D302數值存至D198，反之，更新D302數值。經現場調試測試，加入該段程序后，轉速增量異常不再出現，且正常的緊急升降速也未見異常。

2.4 機車應急功能設計? 柴油機的機油壓力與冷卻水溫度是機車的兩個重要信號，其反映了柴油機是否處于正常的工作狀態，當柴油機出現異常后，通過程序的限制，可避免柴油機帶故障運行，而導致事故的發生，保障設備與人員的安全。

當然傳感器作為柴油機的一部分，本身也會出現故障，在機車的實際運用過程中，比較常見的是傳感器損壞，信號無法傳輸到PLC中，柴油機無法提速，且機車前進后退操作均失效。機車一旦在正線出現類似故障，受現場條件與作業時間的限制，司機短時間內無法完成傳感器更換，處置不當則有可能影響電客車的出線，為地鐵運營帶來一定風險。由于柴油機配有另一套機油油壓和水溫傳感器（不與PLC連接），并可通過操作臺獨立的儀表盤顯示，因此，經分析研究，可在PLC中增加應急程序段，并在PLC相連接的940GOT一SWD顯示屏增加應急操作界面，作為應急程序的輸人端，可避免實體應急開關帶來新的故障點，具體設計如圖3：①在程序尾端增加兩步，使用MOV指令強制向D160與D190傳輸50與250數值，并利用M545與M546觸發。②在人機交換界面中，增加應急旁路界面，利用觸摸屏按鈕觸發M545與M546，在應急旁路界面的設置上，要保持正常的行使的各種功能，減少不必要的操作界面，保證操作界面的清爽，為駕駛員的操作服務，提升駕駛員操作的便利性。

通過以上的各種設置，當機車出現了油壓或者水溫信號異常或者丟失的情況的時候，司機在緊急情況下可以調出旁路的操作界面進行應急操作，把機油油壓與水溫恒定在可以控制的范圍內，避免PLC預警的觸發而出現的緊急制動，同時司機在隨后的操作中可以依據旁路操作界面進行操作，在安全抵達目的地以后，在對機車整體進行全面的檢修，找到其中的問題并實施解決方案。

2.5 其他配套措施

通過PLC技術對于內燃機車進行控制與管理的過程中，必須要充分發揮技術員工在其中的關鍵作用，具體來說首先要加強技術員工的引進與在職培訓工作，不斷的學習先進的PLC技術，通過向先進的技工師傅學習故障排除的經營，通過向高校學習先進的技術，迅速地掌握與內燃機車相關的各種PLC技術，應用到企業自身的內燃機車之上，同時還要進行有效的績效考核技術創新考核，通過在創新引導下的績效考核，提升員工的創新精神與創新意識，幫助員工建立積極向上的創新意識，在PLC技術的應用上根據企業自身的機械特點不斷的改進，促進企業技術的進步。

3? 結論

綜上所述，PLC技術的使用對于機械電氣的使用有著十分重要的作用，本文的研究基于內燃機的案例進行分析，通過分析PLC技術在內燃機車的數據收集，機車運行以及運行優化，緊急制動等等方面進行研究，找到PLC技術在機械電氣中使用的要點，隨著我國科學技術的不斷發展，還應該不斷的嘗試利用PLC技術到各個行業之中，通過針對性的利用各種全新的技術到生產之中，實現生產效率的提升，為我國的智能生產做出更多的有益的嘗試。

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