探究機電自動化控制中PLC技術的應用

史亞男

國電聯合動力技術（保定）有限公司 河北 保定 071000

引言

PLC技術因為具備定時、計數以及儲存的功能，所以在工業發展中得到了重點應用，PLC技術中所應用的硬件類似于微型計算機，具體包括了中央處理器、儲存器和電源等。隨著工業的高速發展，為了提升整體效率，機電自動化控制逐漸受到了更多人的關注，而在應用PLC技術的過程中，因為其應用起來較為簡單且適應能力較強，所以得到了廣泛的應用。

1 PLC技術的概念和特點分析

所謂PLC技術，是指利用微處理技術來將計算機、互聯網、通信和自動控制技術相結合，從而組成為工業控制裝置，這項技術最早出現于20世紀70年代，并在汽車制造中獲得了不錯的效果。隨著計算機和互聯網技術的發展，PLC技術逐漸得到了完善，所能夠應用的領域范圍也在不斷增加，逐漸形成了計算機、電氣設備和儀表的一體化控制模式，結合當前的科技發展情況，PLC技術逐漸成為一種開放式的控制體系。PLC技術有著較強的可靠程度和抗干擾能力，相比于傳統控制系統，PLC技術的穩定性和準確性更高，同時操作系統也十分的簡單，操作便捷。PLC技術的應用中常常采用的是梯形圖編程方式來實現自動化控制，這樣的編程方式是更多的人所能夠接受的，在方便PLC系統方案安裝的同時，后期維護也更加的方便[1]。

2 PLC技術的組成和可行性分析

在機電自動化控制中所涉及的方式主要包括以下兩種，首先是PLC技術的控制，其次是繼電器的控制，從目前的情況來看，在采用繼電器來實現機電自動化控制時存在著一定的缺陷問題，難以滿足生產的實際需求，對于機電設備運行和生產形成了一定的阻礙。而通過PLC技術來實現自動化控制獲得了非常好的效果，所以這一技術的應用得到了推廣，在系統設計的過程中需要考慮到工業環境，同時也要考慮到設備性能、儲存容量、計算能力、控制能力和編程系統等等，實現控制量和模擬量的結合，優化對機械設備運行的控制。

PLC技術硬件部分主要包括了輸入輸出電路、儲存器、CPU板等等，這里將分別對這幾個硬件部分進行一一分析，首先是輸入輸出電路，輸入電路主要是由交流和直流輸入來組合而成，輸入電路主要負責對輸入設備信號進行接收，通過光電耦合裝置來對信號進行控制和隔離，然后通過程序編碼的方式將其轉化成為PLC信號格式，接著通過CPU讀取這部分信號，將其傳輸到儲存設備當中。其次是CPU板，這部分也是PLC技術的核心所在，其中包括了處理器、儲存器和并行、串行接口等等，CPU板的作用為程序的控制和運算，對于系統部件和邏輯運算等都有著重要的管理意義，在PLC技術中所存在的儲存設備有著針對各個系統的儲存功能，而并行和串行接口則是實現信息交換的橋梁。第三是儲存裝置的擴展接口，該接口是隨機和只讀儲存設備所應用的擴展卡盒，其中較為常見的是COMSROM、COMS、EEPROM這幾種卡盒，其中COMSROM和COMS能夠提供備用電量，在斷電時確保不會出現數據丟失的情況。EEPROM卡盒也同樣能夠確保斷電或者停電時不會出現數據丟失，專用的編程裝置能夠進行擦除操作。可擦除可編程的ROM卡盒，需要采用相應的編程器來進行寫入，將完成調試過程的儲存資料寫入到ROM當中，可在擦寫時通過紫外線進行芯片的照射，從而實現數據的擦除，在這個過程中如果擁有足夠的編程電壓可以實現重復性的編程[2]。

3 PLC技術在機電自動化控制中的應用

3.1 PLC技術在電梯控制中的應用

因為PLC技術本身的抗干擾能力較強且操作起來簡單，在整個運行中較為穩定安全，所以這一技術在電梯控制中得到了應用，且成為當前電梯自動化控制的重要組成部分。在電梯控制中應用PLC技術的優勢主要包括以下幾個方面：首先，通過應用PLC技術能夠大幅度的降低電梯故障概率，以往在應用繼電器時常常會出現老化現象，但PLC技術能夠有效解決這方面的問題。其次，通過應用PLC技術能夠強化電梯控制系統所具備的功能性，當出現斷電或者停電的情況通過PLC技術可保證電梯持續運行一段時間，避免安全問題的出現。最后，通過應用PLC技術能夠使得機電設備擁有更強的安全性，且在日常的維護工作中也更加便捷，同時在對其進行安裝時也更加簡便，有著比較強大的功能。利用PLC技術來替換繼電器，也可以實現繼電器中PLC模塊的安裝，使得接線和連線之間能夠進行連接，在維修時只需要安裝模板插入部件，即可通過診斷指示裝置來對部件狀態進行監測[3]。

3.2 PLC技術在開關控制中的應用

在機電控制中運用PLC技術能夠將其看作為一種編程儲存器，從而加入到虛擬繼電器的運行當中，在進行開關控制時，繼電器往往需要花費較長的反應時間，且無法在這個過程中做到短路保護效果，在對PLC技術進行應用后，對于這方面的不足進行了彌補，通過自動切換系統來對繼電器長時間反映問題進行解決，減少反應時間的同時也保證了系統的整體運行效率。

3.3 PLC技術在機床電氣控制中的應用

在進行機床加工時，容易出現液壓和電氣之間的銜接問題，且一旦出現了這樣的問題很難做到提前的排除，所以有必要應用PLC技術，在機床電氣控制中對于PLC技術進行應用，替代了之前的接觸器，對時間精確程度進行有效的改善，讓控制裝置能夠對設備情況進行實時顯示，從而將控制監管和故障報警結合在一起，提升電氣設備的運行效率[4]。

3.4 PLC技術在順序控制中的應用

在汽車行業當中通過運用PLC技術能夠實現對操作順序的有效控制，這個過程中能夠發揮出PLC技術在順序控制上的優勢特點。汽車生產包括了沖壓、焊接、總裝和涂裝等環節，各個環節都離不開PLC技術的應用，例如在沖壓環節當中除了控制機械手之外，其他的環節都需要應用到PLC技術，而在焊接傳輸控制上，一條生產線對于PLC的應用可能會達到八個以上，如果自動化控制的功能無法得到體現，那么就會對生產效率造成不利影響。所以需要科學設計自動化控制系統，通常情況下該系統包含了遠程控制、主站層和現場傳感裝置，必須控制好這幾個部分才能夠將PLC技術的性能充分發揮出來，達到更好的順序控制效果[5]。

3.5 PLC技術在火電控制中的應用

因為技術限制，目前在火電控制中主要采用的是電磁繼電器，因為該繼電器中的元件觸點較多，所以當出現問題時會影響整個系統的運行。同時，繼電器中的接線十分復雜，很難對故障進行有效的維修。而通過PLC技術的應用，則無須應用很多元件，從而減少觸點，保持系統的穩定運行。另外，PLC技術具備自診功能，能夠在故障出現后自動進行系統保護，并發出信號，減少了故障帶來了損害。通常來看，在火電控制當中，故障的發生無法做到完全避免，且在一般情況下故障都具備了非線性特點。因此，對于故障的診斷及維修成為火電控制工作中的重點問題。在此背景下，PLC技術在火電控制系統中的應用很好地解決了這一問題，提高了自動化控制系統的檢測效率。此外，通過神經網絡結構、專家系統等實現了對故障位置的精確計算，提高了其出現故障后診斷與維修工作的效率[6]。

4 結束語

綜上所述，機電自動化在當代社會發展中的應用極為廣泛，很多功能都與PLC技術存在一定的關聯。隨著我國科技水平的不斷提高，機電自動化控制系統中存在的不足也在不斷完善，可見 PLC 技術的應用對于機電自動化的發展有著重要意義。