機械電氣控制裝置中PLC技術的具體應用

2021-03-19 01:17:56新鄉職業技術學院電子信息系

電子世界 2021年3期

新鄉職業技術學院電子信息系姜坤

PLC技術是以計算機與自動化技術為基礎，不僅具有內部運算與存儲等功能，而且能夠實現機械生產過程的全面監控，在機械電氣控制裝置中應用，具有十分突出的作用和優勢。本文將通過對PLC技術與機械電氣控制的概念、特征進行簡單論述，結合機械電氣控制裝置中的PLC控制類型，對PLC技術在機械電氣控制裝置中的具體應用進行研究，以供參考。

PLC控制技術作為一種可編程控制系統技術手段，它是通過計算機的微處理器作為控制運行的主要平臺，在我國機械工業生產中的機械電氣控制裝置中合理設計和應用，能夠有效促進機械電氣設備的生產運行效率提升，并實現機械電氣設備的生產運行安全保障，進而推動我國機械工業生產與發展的進程加快，具有十分顯著的積極作用和優勢。此外，PLC技術是以計算機技術與自動控制技術、通信技術等多種現代化技術的綜合運用為基礎，其在實際控制工程中的設計和應用通用性表現十分突出，也能夠較好的適用于機械電氣控制裝置的控制需求，因此，具有更為突出的推廣應用價值優勢。

1 PLC技術與機械電氣控制的概念、特點分析

1.1 PLC技術及其特點分析

PLC，即可編輯程序控制器，它是由中央處理器以及存儲器、輸入輸出設備、編輯器、電源等構成，它在具體應用中，能夠通過使用者在編輯器中的程序輸入進行用戶數據存放與控制應用。PLC技術是以中央處理器為核心構件，它的出現和應用，不僅對我國自動化技術的發展起到了較大的促進作用，同時對我國工業設備中的機械電氣自動化控制水平提升也有一定的體現和反映。此外，PLC技術在實際控制中應用，還能夠通過對輸入設備的數據與狀態進行掃描，來完成相應的控制目標和任務，在不同規模與情況的電氣控制中均有應用，實用性表現非常突出。另一方面，由于當前已經開發應用的PLC技術，在實際應用中還具有相應的數據存儲功能和較為突出的抗干擾能力等，對硬件設備故障問題也能夠實現自動檢測，從而進行自動報警提示，并且進行維修與維護也比較簡單，所需的成本相對較低，因此，在各行業領域中有著較為廣泛的應用。

1.2 機械電氣控制

機械電氣控制概念的產生，是在社會經濟的快速發展與科學技術不斷提升下實現的。隨著我國的社會經濟發展不斷加快，計算機等現代化先進技術逐漸在各行業領域中得到了廣泛的應用，并且對我國的工業化發展形成了較為深遠的影響。其中，自動化技術作為現代技術的重要代表之一，隨著我國社會經濟與科學技術的不斷發展，也經歷了一系列技術創新與變革。最初期的自動化技術與有關裝置是以電子技術作為基礎，逐漸發展至今，已經逐漸演變為以計算機預算作為核心進行控制實現的一種技術系統，它在我國工業生產與發展中的應用，對機械電氣控制的整個行業發展都形成了較大的變革影響，并且隨著自動化技術的不斷研究與創新變化，同時對其他多個新型行業的誕生與發展也形成了較大的影響，給自動化技術的進一步發展提供了較大的活力支持。

現階段，我國的機械電氣控制發展中，逐漸實現了PLC技術為支持的控制系統研究與開發設計實現，并且對機械電氣控制行業的發展形成了較大的影響，不僅稱為機械電氣控制行業能夠再次興盛的重要標指，而且稱為其行業發展所研究和關注的重要內容。

2 機械電氣控制裝置中的PLC控制類型論述

結合上述第機械電氣控制與PLC技術的分析，結合PLC技術在機械電氣控制中的應用情況，對PLC控制的主要類型，可以從以下兩個方面進行總結與分析。

分散控制系統，即DCS控制系統。這種PLC控制系統也被稱為是集散控制系統，具有十分突出的高度集中化控制特點，能夠對機械電氣裝置進行分散與集成化管理實現。通常情況下，該控制系統主要由控制結構和通信結構兩個部分組成，均以計算機技術作為基礎，能夠對機械電氣設備進行科學控制，從而對其具體工作運行中的操作控制與檢測需求進行滿足。值得注意的是，在DCS控制系統中，通信部分是其整個控制系統的神經載體，是進行控制系統運行的指揮與調度的關鍵部分，只有通過通信系統對控制系統的傳輸指令進行準確接收與傳遞，才能夠對控制系統的運行進行正確指導，從而保證其系統的合理運行與工作開展。

與DCS控制系統不同，機械電氣控制中的另一種PLC控制系統，即現場總線型控制系統，也被稱為FCS控制系統，它是通過對現代化的智能技術和自動化體系進行有效融合，在與通信網絡相互配合下進行新的機械電氣控制裝置構件，從而實現對機械電氣設備運行的有效控制。該控制系統在具體控制應用中，不僅具有智能化控制和自動化控制的特點，而且對資源的消耗以及成本占用相對較低，還具有操作簡單、靈活性較高等特征優勢，根據有關實踐應用也能夠看出，FCS控制系統和現代化的機械電氣控制裝置的控制需求具有較高的符合性，在實際應用中的功能擴散范圍較大，且具有十分突出的控制操作和應用優勢，逐漸對DCS控制系統形成替代發展。如圖1所示，即為FCS控制系統的基本結構示意圖。

圖1 FCS控制系統的基本結構示意圖

此外，與DCS控制系統相比，FCS控制系統在具體應用中，還能夠通過系統本身的雙向輸出和數字化輸出功能以及系統多分支結構特點，進行多種樣式的傳輸模式選擇和應用，從而滿足其信息傳輸的不同需求，在實現機械電氣控制的靈活性以及可控制性特點方面，也具有十分突出的作用和優勢。

3 PLC技術在機械電氣控制裝置中的具體應用

根據上述對PLC技術以及機械電氣控制裝置中的PLC控制系統類型分析，為促進機械電氣控制裝置中對PLC技術的合理應用，在具體設計與應用中，需要從以下幾點進行準確把握和控制。

（1）PLC系統總體設計的合理控制

采用PLC技術進行機械電氣控制裝置設計應用中，為滿足機械電氣控制的需求，對其控制裝置進行設計初期，就需要針對PLC控制系統的控制功能擴展性進行設計和分析，從而對機械電氣控制的需求以及電氣設備的高效生產和運行進行保障。一般情況下，在進行機械電氣控制裝置的PLC控制系統設計時，需要先了解被控制對象的具體控制要求，結合機械電氣控制設計圖紙，對其現場情況進行全面勘察和分析，同時加強和機械電氣控制的作業技術人員進行有效溝通和交流，以實現最為合理的電氣工程控制系統方案設計，并針對電氣控制過程中可能出現的各種問題和情況，進行相應的防護措施制定，從而對PLC控制的機械電氣控制裝置安全與高效運行進行支持。此外，對機械電氣控制裝置的PLC控制系統設計及其控制方案確定，還需要從實用性方面，對其控制運行的穩定性與可靠性進行分析與設計應用。

采用PLC技術進行機械電氣控制裝置的控制系統設計與總體控制方案確定中，需要針對其PLC控制的開關量邏輯控制以及數字量與模擬量控制進行合理設計和應用。一般情況下，在進行PLC控制的開關量邏輯控制設計中，由于開關量邏輯控制是PLC控制的基礎功能，它能夠通過邏輯運算，對電氣工程及其設備的運行狀態進行合理判斷與控制。即在實現機械電氣工程及其設備運行狀態的邏輯運算與分析基礎上，根據PLC控制系統的控制命令，對其電氣工程與設備系統中的繼電器串聯與并聯、串并聯等連接開關進行有效控制，從而滿足機械電氣工程運行的控制需求，以達到較好的控制效果。

（2）電氣安全監測控制裝置中的PLC技術應用

機械電氣控制裝置中，對PLC技術的設計和應用，不僅能夠對其電氣設備的運行進行遠程自動化控制，同時還能夠對PLC控制系統監測收集的數據信息向總監控室進行及時與準確的傳輸實現，從而在總監控室的數據分析與電氣設備運行檢測基礎上，根據其監測的電氣設備運行狀態，進行合理的調節與控制，并將控制畫面在監控系統的顯示屏幕進行顯示，從而更好的對機械電氣設備的實際運行狀態進行觀察和分析，以確保其在機械工業生產中的良好運行，避免電氣設備的運行故障及問題發生，提高機械電氣設備的生產運行作業效率，推動我國工業化生產與發展速度不斷加快。其中，在機械電氣控制裝置中的電氣安全監測控制裝置中，采用PLC技術對其控制系統進行合理設計，能夠對其電氣設備運行安全進行全天候、全過程的監測和控制實現，并且在電氣設備運行中一旦出現任何事故或問題時，都能夠根據其控制系統的防護計劃，采取相應的防護措施進行有效控制與處理，從而避免電氣設備運行的安全問題對機械生產及其作業安全產生不利影響，同時實現機械電氣設備運行與控制作業人員的安全保障，具有十分積極的作用和意義。