PLC技术在机械电气控制装置中的应用探究

PLC技术在机械电气控制装置中的应用探究

鲍磊

身份证号码：370982198204304377

摘要：随着工业建设的快速发展，促进各种先进技术的应用。机械设备电气自动化控制是综合性非常高的工业发展方向，会用到多种技术，针对不同的应用场景和不同的自动化生产线，都有着核心的技术方案。在工业电气化生产的早期，生产器械一般都会采用强电，若人工直接控制器械开关，将会引发电击危险，故而推出了继电器控制的方式，此方式可以利用弱电开关去控制强电设备的运行。随着时代的发展，继电器方案的适用范围越来越小，其性能已经满足不了工业生产的需求，进而被可编程控制器（PLC）逐步所取代，成为自动化控制行业的重要组成部分。PLC技术的广泛应用，也推动了自动化生产的快速发展，同时也促进了我国工业化的稳步提升。本文就PLC技术在机械电气控制装置中的应用展开探讨。

关键词：PLC技术；机械设备；电气自动化；工业控制

引言

随着我国科技的不断发展，工业化生产发展已经逐渐迈向智能自动化，基于PLC的电气自动化控制技术也得到了巨大的进步，在工业控制中应用广泛。在机械电气化设备运行过程中，PLC能够在控制、调试等方面发挥出重要作用，并且其还能提升自动控制系统的抗干扰能力，简化操作，降低对操作人员的专业需求，同时还能提升运行的可靠性。

1PLC技术在机械电气控制装置中的重要作用

1.1简化操作过程

PLC的软件编程功能可以实现以往继电器控制装置中多个零部件的功能，将整体操作流程进一步简化，当生产工艺及控制要求发生变化时，只需修改编程内容就可以迅速满足工艺生产需求，有助于提高整体工作效率。相较于继电器控制系统，省去了控制柜的设计、安装、接线等工作。另外，在机械电气控制装置运行中，只需按照PLC上位机发出的指令进行操作即可，与传统继电器控制系统相比，简化了人工操作的烦琐性，降低了劳动强度，提高了机械电气控制装置的运行效率与企业的经济效益。

1.2实现机电一体化控制

PLC控制系统大多为重量较轻的设备，有着十分便捷的安装方式，操作较为灵活，能够充分应用互联网、计算机等信息技术，也正是在计算机等现代信息技术的辅助下，促使该技术的应用简化了机械设备的开发、调试等工作，有机融合机械和电气系统，推动机电工程朝着一体化控制方向发展进步。

1.3高效性

在PLC技术的应用过程中，可以将传统机械电气设备控制的连接导线，调整为PLC协助继电器控制，从而缩短控制系统的相应时间，提升电气控制的灵敏度，进而不仅减少因电气开关闭合而引起的危险，也提升了控制系统运行的效率。同时，PLC技术有着良好的兼容性，可以搭配其他新兴技术使用，进而改善电气设备的运行状态，提升生产运营效率。

1.4功能多样化

PLC与触摸屏通信，可以将采集到的机械设备工作现场的各种信号，以图形、动画等直观形象的方式呈现出来，从而对现场进行监视和控制；也可以直接对控制系统发出指令，设置参数干预机械设备工作现场的控制流程；还可以将控制系统中的紧急工况（如报警等）通过软件界面、电子邮件、手机短信、声音和计算机自动语音等多种手段，及时通知给相关人员，使他们及时掌握机械设备工作现场的情况，从而实现对整个生产过程的信息控制和管理。

2PLC技术的应用

2.1机械设备安全检测

利用PLC技术可以实现自动监控检测机械电气系统的运行情况，其利用传感器采集数据信息并且利用输入输出设备传递给中央处理器，达到自动化、数字化管理的效果。PLC系统一旦发现设备存在故障问题，可以自我分析定位，发出报警信号，如果故障较为严重，还可以自动中断设备运行，以免产生严重的后果。管理人员通过屏幕显示的异常情况及时采取应对措施。比如，煤炭分装器有着十分简单的装置构造，通过应用PLC技术能够远程动态监控装置的运行情况，管理者只需要在中心显示器上查看各项数据，就能够动态了解设备运行状态，并且通过远程控制系统统一调度管理设备设施，避免发生机械故障。

2.2数据采集监控

PLC控制系统具有多种控制功能，可以跟踪监控设备环境及其生产过程，采集生产参数数据，及时掌握机械电气设备的生产运行状态，这也是实现其他功能控制的前提。例如，要想充分实现顺序控制、逻辑开关控制、闭环控制等功能，就需要提前采集一些重要参数，从而达到精确控制的目的。具体而言，数据监控采集功能的实现，一般都需要经过布设传感器、采集数据、分析数据、调整设备等几个重要阶段。其中，传感器的布设都是在机械设备车间安装温度、湿度、压力等传感器，而设备工作中的电流、电压、转速、移速、压强等可以直接传输到PLC控制系统中，然后将这些数字信号进行解码处理，最后转化为模拟信号。在数据采集的过程中，一般都会在系统界面采用数字、图表、图形等形式显示在监视屏中，从而帮助操作人员了解生产机械设备的运行情况。在数据分析过程中，PLC控制系统会重点标记超出正常范围的参数，以帮助工作人员及时发现设备故障并维修，同时这些数据也可以帮助PLC控制系统自动调整设备的工作状态。

2.3生产过程中的模拟量控制

在工业生产过程中，需对流量、压力、温度等模拟量进行控制，可以使PLC通过专用的模拟量输入/输出模块及用户程序来完成转换，即通过输入模块A/D转换将外电路的模拟量转换为数字量并送入PLC中，然后执行用户程序，最后通过输出模块D/A转换，把PLC运算处理后的数字量信号转换成相应的模拟量信号输出，满足机械设备生产现场连续信号的控制要求。另外，部分PLC还提供了典型控制策略模块，如PID模块，从而实现对系统的PID反馈或其他模拟量的控制运算。

2.4分散式控制系统

PLC技术可以集中控制分散式的系统，在实际生产中，针对不同的程序管控分散装置控制对象。PLC技术能够针对不同的分散系统发出不同的指令，管控不同的项目，实现不同程序的有效控制，将机械生产控制水平提升。该技术能够全面监控分散式系统运行中传输的数据参数，实现数据传输效果的提升。

2.5电气逻辑开关

在机械设备电气自动化控制中，企业生产线还充分运用了PLC技术的逻辑开关功能。PLC技术的逻辑开关可以依靠程序驱动机械设备，只要技术人员运行PLC预设的程序，中央控制系统就可以在接收到机械运行数据之后，筛选出满足运行条件的机械设备，并自动开启设备。在电气逻辑开关运行的过程中，技术人员需要充分考虑所用机械电气设备的电子时钟，需要PLC技术在同一时间内调控所有的设备，一旦有机械电气设备的电子时钟不同步，就会造成机械设备之间的衔接不流畅，导致生产线阻塞，从而降低生产效率。例如，在皮带传输线上，技术人员可以调整好其启动顺序，如设定15s为一个运行周期，在传输线运行时，可以将生产产品运输到指定位置，再通过电子时钟的同步，启动机械臂，从而准确实现拣货。一旦两者不同步，就会造成漏货或是阻塞的情况。

结语

PLC技术对机械电气设备控制系统有着十分明显的优化作用，能够有效降低故障发生概率，提高生产效率和生产稳定性，因此应当大力推广PLC技术应用，促进行业快速稳定发展。

参考文献

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