PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用分析

羅 恒

（常州市金壇自來水有限公司，江蘇常州 213200）

機械制造業是國民經濟建設和發展中的支柱性產業，對提升技術裝備，加快國家工業化建設發展具有積極意義。隨著科學技術的發展，工業生產逐漸朝著智能化制造方向轉型，對機械設備的智能化操作提出更高要求。PLC 技術憑借其自身易編程、穩定可靠、組態靈活、快速運行、方便安裝等特征廣泛融入工業生產領域當中。

1 PLC技術分析

PLC 技術也可以被稱作是可編程控制器，主要應用CPU、存儲器相關外部設備，融合電源設計進行實現。整個PLC 技術中的核心部分是CPU 設計，其和人類中樞神經類似，借助CPU 能夠有效掃描現場輸入裝置，針對編程器內相關用戶數據、信息、用戶程序等進行全面采集、存儲，科學判斷電源運行模式和運行狀態，同時綜合檢測PLC 系統內部運行狀態，檢測各種語法、命令執行狀況。存儲器系統設備綜合設計中，可以利用各種子模塊程序、系統功能程序開展各項數據信息存儲工作，相關系統用戶無法直接提取相關數據信號，為此需要借助編程器合理提取各項數據信息。PLC 技術有效融入計算機和自動化技術，可借助信息存儲控制實現預期的機械生產控制目標。

2 PLC技術控制類型分析

2.1 DCS系統

DCS 系統也被叫作分散控制系統，即借助微處理器實現分散控制和集中顯示，是一種新型儀表控制系統，擁有良好綜合協調、治理能力。DCS 系統能夠借助全新模式實施機械電氣設備控制，注重計算機和信息技術應用，能夠針對監測站和現場進行全面監控。機械電氣控制系統中合理應用DCS 系統，可以針對各種分散化電氣控制設備實施集中控制，有效分離設備裝置運行中的潛在風險隱患，提升整個系統設備運行穩定性和安全性。DCS 系統能夠進一步優化機械電氣控制系統的穩定性和安全性，使其保持某種穩定運行狀態。

2.2 FCS系統

FCS 系統也稱作現場總線控制系統，即綜合利用各種先進信息技術合理構建全面覆蓋通信網絡，針對相關機械電氣設備實施綜合控制。在機械電氣相關控制系統設備內，促進整體運行網絡環境全面優化。該系統在實際運行中同時具備雙向傳播功能，可以在新型數字通信系統內合理儲存各種電氣控制系統的運行信息，優化機械電氣控制系統整體生產效能。在機械電氣相關控制系統內合理應用FCS 系統，能夠助力系統設備實現智能化轉型，提升系統整體服務水平，促進機械電氣系統實現自動化控制，優化系統設備運行效果。結合FCS 系統，還可以有效突破傳統固定控制技術限制，實現多元化控制目標，提升工業生產綜合效能。

3 PLC技術在機械電氣控制中的有效應用

3.1 PLC技術在機械控制設備中的有效應用

機械設備控制是機械化生產中的重要內容。在具體實踐操作中，想要順利實現自動化機械生產控制，需要合理應用相關控制設備。傳統模式下的電氣控制主要是以一對一配電開關為主，整體管理過程較為復雜繁瑣，同時容易被各種因素所影響，留下各種安全隱患。而應用PLC 技術，能夠有效降低設備故障幾率，提升機械電氣設備的自動化操作水平，提升整個生產過程安全性，優化生產效率。機械電氣設備的自動化生產中應用PLC 技術能夠針對各種故障問題開展自動診斷、分析，加強計算機系統性能診斷，控制傳感器操作。通過PLC 技術控制平臺準確顯示出設備運行狀況，改善機械電氣設備整體控制安全性、穩定性、可靠性。

工業生產中普遍會應用數控機床這一大型設備，其集電子系統、液壓系統、電氣系統于一體，其中任意環節出現問題，都會影響機床穩定運行。傳統模式下的數控機床整體操作系統結構相對復雜，普遍需要人工輔助。信息傳遞不及時，經常產生信息延時現象，產生加工誤差，降低零件加工精度。在數控機床控制設備內合理應用PLC 技術，可以有效轉化傳統模式下以接觸器、繼電器為核心的控制模式，控制電氣設備運行故障，支持整個機床設備實現智能化和自動化控制。電機設備操作中，如果出現較大的電壓和諧波變化，能夠利用自動化技術開展精準識別，科學定位故障范圍，控制故障影響范圍延伸、擴展。借助PLC技術相關傳輸元件，能夠對數控機床不同電路運行信息進行合理采集，隨后將相關信息數據傳輸傳遞至存儲系統內，處理好數據存儲后傳輸至中央處理器內，進一步實施數據編程，發布操作命令，指導系統內執行元件有序實施中央處理器所發布各項任務，隨后通過輸出元件及時輸送最終結果，實現控制器優化控制。

3.2 PLC技術在集中控制系統中的有效應用

在編程控制系統內融入PLC 技術，能夠針對相關系統設備實施總控操作，提升設備總控系統綜合利用率。機械電氣相關控制裝置實際運行中，集中控制作為其中的重要組成內容，通過合理應用PLC 技術，可以激發集中控制系統價值功能。實踐操作中，為支持集中控制系統穩定運行，普遍會在控制系統內設置總控模塊，應用PLC技術控制總控模塊整個運行過程，確保集中控制系統在相關生產設備控制中發揮出應有價值，突出PLC 技術的作用。

3.3 PLC技術在分散控制系統中的有效應用

（1）分散式控制系統具有較強的抗干擾性和運行穩定性，同時分散控制系統能夠在系統設備故障前及時做出斷電處理，避免設備故障進一步惡化、蔓延。分散控制措施能夠針對相關機械設備開展即時控制，為設備檢修創造有利條件。傳統控制模式下，分散控制的應用范圍較為狹窄，應用PLC 技術能夠幫助分散控制系統解決相關問題，促進系統中設備的順暢連接，支持多種機械設備穩定銜接，提升整個生產過程的有序性和穩定性。實際應用分散控制系統中合理設置上級控制系統。整個分散控制系統內，需要構建上級控制系統，優化各個分散子系統操作控制。PLC 技術擁有較強計算能力和廣泛覆蓋范圍，在分散式系統內合理應用PLC 技術能夠充分滿足現代化工藝生產要求。

（2）機械設備在港口裝、卸貨等環節具有重要作用，集裝箱門式起重機設備屬于專業化的大型集裝箱專門機械設備。門式起重機相關控制系統屬于設備核心，能夠對起重機的提升、降低過程進行有效控制。傳統模式下起重機相關控制系統需要輔助人員控制起重設備的升降部位和升降速度，假如操作者控制不當或運行速度過快，容易使貨物吊運環節產生掉落、搖晃等現象，造成嚴重安全事故。

在起重機相關變頻控制設備系統內合理應用PLC技術，能夠促進相關起重機設備實現自動化操控，提升設備裝載效率和運行速度。PLC 變頻控制設備涵蓋可編程控制設備、變頻器、同軸編碼器、交流電機等設備組成閉環系統。

可編程控制設備對起重機設備各項運行信息進行全面采集，按照電機運行具體要求，對電機以及變頻器整體運行速度進行合理控制。其中交流電機主要負責電源供應，調節轉換起重機對應直流電，并將其變成交流電。變頻器設備主要負責對電動機運行電壓和供電頻率進行合理調節，控制電壓，使其維持穩定狀態，避免出現電壓異常現象。

編碼器能夠針對變頻器操作速度進行合理調節測試，將最終測試結果發送至邏輯控制系統內。MCGS組態軟件具備一定人機交互能力，相關操作者能夠通過控制平臺對起重機整體起吊狀況進行實時查詢，聯系現場狀況對設備運行參數進行合理調節，支持起吊裝置按照既定軌跡路線操作。為改善門式起重設備于吊裝作業中和集裝箱產生彼此碰撞問題，可以通過在控制系統內設置糾偏系統以防碰撞設備，預防起重設備和集裝箱在吊裝施工中產生碰撞。

3.4 PLC技術在生產參數控制中的有效應用

工業生產中，需要合理控制產品參數，為此需要進一步優化調整相關生產參數。傳統控制模式下，整個生產參數調節、修改流程較為繁瑣，從而影響了生產效益。借助PLC 技術可以優化相關生產參數控制。實際生產中容易受到不同因素影響，產生各種變量參數，無法順利形成控制信號，從而降低產品生產質量。利用PLC 技術可以在實際生產中形成相應的模擬信號、數字信號，支持不同信號轉化，如此能夠提升自動化控制系統抗干擾能力，優化控制系統整體抗干擾能力，減少信號失真問題，保障工業生產質量。

3.5 PLC技術在開關邏輯中的有效應用

機械電氣控制需要保證數個開關同時動作，為此需要進一步提高機械電氣控制要求，為設備運行提供有效動力支持。在機械電氣控制系統內合理應用PLC技術，針對整個系統設備開關實施有效的邏輯控制，科學應用設備工序，在繼電保護系統中融入PLC技術，促進繼電保護裝置實現高效、自動操作。PLC 技術能夠借助芯片控制技術，直接替換繼電保護設備，優化設備功能。為此，可以應用PLC 技術針對相關設備實施邏輯管理，支持機械電氣設備實現多功能操作。

礦山機電設備在整個采礦生產和運輸中發揮著重要作用。帶式傳輸裝置整體結構組成簡單、傳輸距離較遠，具有較強運輸能力和連續性，為此在采礦運輸環節得到了有效應用。在帶式傳輸系統內合理應用PLC 技術，能夠進一步優化帶式傳輸設備操作效率，減輕設備運行能耗，縮減生產成本。PLC 技術屬于可編程邏輯控制設備，能夠聯系帶式傳輸裝置整體操作負荷，對運輸裝置速度進行自動調節。假如運輸系統負載量較小，控制系統能夠對運輸裝置前行速度進行自動調節，改善運輸設備高速運行問題。

假如運輸系統整體負載規模較大，控制系統能夠通過自動調節提升運輸裝置前行速度，滿足系統運行要求。假如呈現為空載運輸狀態，控制系統可以直接操控系統，降低帶式裝置運輸速度，實現預期節能目標。

PLC 技術借助專門監控、傳感設備能夠對上料系統相關信息數據進行及時采集分析，對比分析數據庫和設備運行信息，隨后將設備信號順利傳遞至變頻器設備，變頻器能夠聯系皮帶裝置整體運行狀況對電機設備轉速進行合理調節，促進控制系統聯系物料系統運輸負重，靈活調節電機轉速。PLC 相關控制系統同時擁有人機交互平臺，管理操作者借助液晶顯示屏能夠實時查看、分析帶式運輸設備實際操作狀況，自動形成運行信息報表。一旦發現運行異常，立刻發出報警信號，保障生產安全性。

3.6 PLC技術在安全監控中的有效應用

機械電氣設備控制中融入PLC 技術，能夠針對設備進行遠程監控，支持系統設備的自動化運行，幫助了解和掌握詳細、全面的數據信息，相關生產信息在順利傳送至控制系統后，利用總控系統能夠針對相關信息數據實施綜合處理分析。借助設備監控，針對機械電氣控制設備實施統一調度、管理，通過監控系統能夠實時觀察設備運行畫面，掌握生產進展。針對相關生產信息數據實施智能化處理，確保機械電氣設備維持良好運行狀態。

（1）在傳輸系統中應用PLC 技術，能夠針對相關設備實施智能控制，提升整個運輸活動安全性。將PLC 技術融入安全監測系統內，一旦出現各種安全威脅和突發性狀況，方便第一時間發現問題根源，準確定位故障位置，為檢修人員提供有效參考信息。

（2）機械電氣設備中滲透PLC 技術，形成PLC控制系統，能夠細致檢查各個設備運行狀態，呈現出清晰運行信息數據，順利傳遞到各個操作人員手中，幫助操作者準確判斷相關反饋信息，快速、及時排查相關故障信息，迅速發出預警信號，方便管理者快速深入現場，實施設備排查、維修。

3.7 PLC技術在其他領域中的有效應用

機械電氣設備控制系統中，PLC 技術的融入，可以支持相關設備系統的自動化建設和發展。比如，在空氣壓縮設備中應用PLC 技術，能夠改善空氣壓縮機穩定性差、應用控制不足等問題，提升PLC 技術水平。

（1）在接地設計和通信網絡中應用PLC 技術，能夠促進各個處理環節的順暢銜接，針對設備系統整個模塊實施統一管理，優化設備運行效率。PLC 技術在接地設計領域的有效應用，能夠進一步優化系統整體抗干擾性能，提高設備操作安全性，聯系實際狀況對接地路線進行科學設計，預防接地設置不當而影響設備正常應用。

（2）在自來水廠相關處理控制設備中應用PLC技術，能夠對管道運輸壓力進行合理調節，維持在規定范圍內，實現節電目標。在水廠變頻器供水設備系統中融合PLC 技術，可以聯系電機實際運行要求，對電機、變頻器轉速進行合理調節控制。

4 結束語

綜上所述，PLC 技術在實際應用中具備運行高效、穩定可靠以及可拓展性等優勢特征。PLC 技術相關功能逐漸從單一控制模式朝著制造系統控制、監控方向發展，廣泛應用于工業生產領域，得到良好的應用效果。在機械電氣設備控制系統中合理應用PLC 技術，能夠進一步優化電氣控制設備靈敏度、操作可靠性和安全性，減少設備運行故障幾率，實現節能減排目標。