機械電氣控制裝置中PLC技術的具體應用

吳杰

摘要：PLC技術在機械電氣控制裝置中的實踐運用，不僅可以顯著提升各行業(yè)生產(chǎn)水平與能力，降低設備故障率，減輕勞動強度，還可保障工人人身安全，加快工業(yè)化建設進程。在機械電氣控制裝置中引進PLC技術，可快速、精確控制機械電氣設備，并基于多元化控制方式，確保機械電氣設備穩(wěn)定性與安全性。據(jù)此，本文詳細分析了機械電氣控制裝置中PLC技術的實踐應用。

關鍵詞：機械電氣控制裝置;PLC技術;工業(yè)化

0 ?引言

在計算機技術發(fā)展推動下，我國工業(yè)化進程不斷加快，而適應于工業(yè)發(fā)展的各種新型技術也得以衍生，促使工業(yè)化生產(chǎn)與產(chǎn)品質量都實現(xiàn)了顯著優(yōu)化。自動化技術由初始基于微電子技術的電子裝置逐漸發(fā)展為基于計算機高速運算的控制系統(tǒng)，最終整個行業(yè)在多次變革中實現(xiàn)了質的飛躍，構建了基于現(xiàn)代化計算機通信與控制技術相結合的控制系統(tǒng)，推動了新興行業(yè)的發(fā)展，為自動化技術添加的全新活力。在機械電氣控制行業(yè)持續(xù)進步發(fā)展下，PLC技術實現(xiàn)了在各個領域的廣泛應用，且發(fā)展至今，已建立了成熟的生產(chǎn)體系，以此廣泛投放于產(chǎn)品持續(xù)化與批量化生產(chǎn)中。現(xiàn)階段，基于PLC技術的DCS控制系統(tǒng)與FCS控制系統(tǒng)也已實現(xiàn)了迅速更新發(fā)展。

1 ?PLC技術優(yōu)勢分析

首先，PLC技術是計算機技術與自動化技術有機結合而成的新型技術，其具有兩種技術的優(yōu)勢特性，應用過程簡單便捷，安裝與使用流程簡潔，工作效率良好，質量優(yōu)越;其次，PLC技術可廣泛應用于多種系統(tǒng)類型機械電氣控制裝置內，并且可高度優(yōu)化機械生產(chǎn)過程，此外此技術兼容性較高，可與多種先進技術相融合，以更高程度上滿足機械電氣控制領域個性化要求;再次，PLC技術在機械電氣領域應用中引進了許多集成電路技術，如此不僅可提高機械電氣控制裝置抗干擾能力，還可優(yōu)化機械電氣控制設備整體性能，有助于促進機械電氣領域的長遠穩(wěn)定發(fā)展;最后，PLC技術在實踐運用時，一旦出現(xiàn)故障，其可自行快速檢測，排查故障問題，并發(fā)出告警信息，提示工作人員及時了解故障具體位置，采取有效措施加以修復解決。

2 ?機械電氣控制裝置中的PLC技術控制系統(tǒng)

2.1 DCS控制系統(tǒng)分析

DCS控制系統(tǒng)（分散控制系統(tǒng)），又稱之為集散控制系統(tǒng)，具備高度集中化控制特性，可分散管理與集成管理機械電氣裝置。DCS控制系統(tǒng)由兩部分組成，即通信系統(tǒng)與控制系統(tǒng)，二者都以計算機技術為基礎，科學控制機械電氣設備，以確保實踐工作中的實際操控與檢測。作為DCS控制系統(tǒng)的神經(jīng)載體，通信系統(tǒng)是指揮調度控制系統(tǒng)的關鍵所在，只有準確接受并傳輸指令，才可正確指導控制系統(tǒng)，保障系統(tǒng)合理運行。DCS控制系統(tǒng)設計初衷在于，基于集散控制思維進行控制系統(tǒng)設計，本著信息集成控制，危險要素分散控制的原則，確保信息傳輸準確性與穩(wěn)定性，以及危險因素方法的有效性與科學性。

2.2 FCS控制系統(tǒng)分析

不同于DCS控制系統(tǒng)，F(xiàn)CS控制系統(tǒng)（現(xiàn)場總線型控制系統(tǒng)）通過有機融合現(xiàn)代化智能技術與自動化體系，并配合通信網(wǎng)絡構建了全新機械電氣控制裝置，其具備智能化控制與自動化管理特性，消耗與成本低，靈活性高，操作簡單。并且就目前實踐應用可知，F(xiàn)CS控制系統(tǒng)與現(xiàn)代化機械電氣控制裝置實際應用需求高度相符，功能擴散范圍較大，操作優(yōu)勢突出，所以，在現(xiàn)代化科技進步更新趨勢下，F(xiàn)CS控制系統(tǒng)早已發(fā)展為PLC技術的重要構成，并已經(jīng)呈現(xiàn)出逐步代替DCS控制系統(tǒng)趨勢。另外，F(xiàn)CS控制系統(tǒng)自身可雙向輸出與數(shù)字化輸出，且具有多分支結構，可以選用各式各樣的傳輸模式傳送信息，在很大程度上提高了機械電氣控制裝置的可控性與靈活性。FCS控制系統(tǒng)結構具體如圖1所示。

3 ?機械電氣控制裝置中PLC技術的具體應用分析

3.1 PLC系統(tǒng)總體設計

為了進一步實現(xiàn)電氣工程系統(tǒng)控制，在設備設計初期，需不斷擴展PLC技術功能，促使電氣控制系統(tǒng)滿足電氣工程運行穩(wěn)定性的相關設計要求，以此提高電氣工程生產(chǎn)效率與質量，只有這樣，才能夠設計生產(chǎn)出高質、高效的產(chǎn)品。因此在PLC控制系統(tǒng)設計過程中，需充分了解被控制對象的具體要求，就圖紙實際勘察工作現(xiàn)場，采集資料，并與作業(yè)技術人員實時溝通交互，共同協(xié)商，制定電氣工程系統(tǒng)最佳控制方案，并詳細分析可能會出現(xiàn)的控制問題，采取有效防控措施，在發(fā)生問題之后，雙方協(xié)作加以解決。在PLC自動控制系統(tǒng)設計中，還應充分考慮實用性，從而保障電氣控制可靠性與穩(wěn)定性。PLC自動控制具體流程如圖2所示。

3.1.1 開關量邏輯控制

PLC控制系統(tǒng)的基礎功能為開關量邏輯控制功能，其可通過邏輯運算能力，實現(xiàn)電氣工程運行狀態(tài)的邏輯運算，還可通過控制指令，有效控制繼電器串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等連接方式的開關。與傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)相比較，基于PLC控制系統(tǒng)可針對電氣系統(tǒng)的全部光電與接近開關等進行邏輯控制。為了便于修復PLC控制系統(tǒng)，PLC控制程序可在基于接入模塊、輸入模塊、輸出模塊的檢測元件信號與輸出信號中構建中間變量，并轉換硬件輸入與輸出測點為數(shù)據(jù)塊的位，以實現(xiàn)輸入、輸出測點與數(shù)據(jù)塊位相互對應的關系，從而提高PLC控制系統(tǒng)可讀性與修復簡潔性。以開關量邏輯控制功能作用的發(fā)揮，還可有效控制電氣工程系統(tǒng)中的全部電氣設備。

3.1.2 數(shù)字量與模擬量控制

在工業(yè)化生產(chǎn)中，一般都會存在一些難以估計與預測的生產(chǎn)變量，統(tǒng)稱為模擬量，大體包含溫度變量、速度變量、質量變量等。在實踐工業(yè)生產(chǎn)中，很容易受這些模擬量影響，導致生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質量降低。因此，就機械電氣設備控制而言，生產(chǎn)變量控制是重中之重。以PLC技術為基礎進行模擬量數(shù)字化轉換，PLC內通常包括A/D轉換模塊，可科學有效實現(xiàn)機械控制裝置與電氣模擬系統(tǒng)中的數(shù)字量與模擬量轉換，以保障系統(tǒng)良好控制性能。

3.2 電氣安全監(jiān)測控制裝置

PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用，既能夠遠程自動化控制電氣設備，又能夠實時準確傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)于總監(jiān)控室，并通過總監(jiān)控室進行數(shù)據(jù)分析，電氣設備檢查，還可根據(jù)電氣設備實際運行效果進行系統(tǒng)調節(jié)，同時呈現(xiàn)監(jiān)控畫面于系統(tǒng)屏幕上，以便于更好地分析電氣設備實際運行狀態(tài)，保障電氣運行良好，有效降低電氣設備故障率。在電氣安全監(jiān)測管控設備中合理利用PLC技術，可全天候全過程監(jiān)控整個運作流程，一旦期間出現(xiàn)任何事故都可及時采取措施加以有效解決，從而最大程度上降低損失，并確保工作人員人身安全。

4 ?實例應用分析

4.1 原理圖分析

在PLC技術實踐應用中，原理圖分析是基礎環(huán)節(jié)，發(fā)揮著良好的指導性作用，指引著PLC技術在整個機械電氣控制系統(tǒng)中的發(fā)展，因此PLC技術投入實踐前，需詳細檢查分析原理圖，保證無誤，才可執(zhí)行。原理圖分析需先充分掌握電路圖中的基礎電氣設備，在關鍵位置明確標注。繪制電路圖并校驗合格之后，開始識別電路，明確電路控制電器與保護裝置，防止工作人員在具體操作時無法準確找到相應器件，引發(fā)嚴重損失。而保護裝置負責有效保護機械電氣控制裝置的所有電路，除了必須需要舍棄的電路，任何電路裝置周圍都會安裝保護裝置。同時，還要保證電源準確供電，作為機械電氣裝置運行動力，電源電流通暢是重要的基礎保障。

4.2 控制系統(tǒng)分析

以煤炭分裝器為實例，詳細分析PLC控制系統(tǒng)于機械電氣控制裝置中的關鍵作用。由于分裝器結構簡單，大體包括攔包機、導料擺板、氣動系統(tǒng)等，各個部分都具備其相應的實際作用，以分工實現(xiàn)煤炭分裝器作業(yè)的專項功能。煤炭分裝器的分料皮帶配置了多組光電感應器，通過PLC控制系統(tǒng)間斷性分隔計算煤炭進入分裝箱的具體時間，以有效實現(xiàn)煤炭粉裝操控臺的機械電氣控制。由此可知，PLC技術在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著積極作用，不僅可以防控傳統(tǒng)作業(yè)方式既有漏洞，還可提升企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)整體水平與安全系數(shù)。此外，PLC控制系統(tǒng)還具備智能化設定功能，針對煤炭分裝的擁堵問題，設置第一時間斷開電源的應對措施，以整體保護機械設備，避免生產(chǎn)線失誤引發(fā)不必要的經(jīng)濟損失。

5 ?結語

總而言之，在科學技術迅速發(fā)展推動下，機械自動化技術與電氣自動化技術實現(xiàn)了廣泛應用，為更進一步滿足機械電氣領域發(fā)展需要，需不斷健全優(yōu)化PLC技術在機械電氣控制裝置的有效應用，以提升生產(chǎn)效率，保障機械電氣設備運行安全性與穩(wěn)定性，只有這樣，才可有效推動機械電氣領域長遠可持續(xù)發(fā)展，進而為機械電氣企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益與社會效益。

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