PLC技术在机械电气控制装置中的应用

PLC技术在机械电气控制装置中的应用

刘梦宇   ,张静

徐州新路智能科技有限公司   江苏 徐州  221000

摘要：科学技术的发展，我国的PLC技术有了很大进展，并在机械电气控制装置中得到了广泛的应用。通过应用PLC等现代技术，可以提高机械电气控制精确性和效率，更好地支持工业发展。为了进一步探索机械电气控制中应用PLC技术的方式，本文就PLC技术在机械电气控制装置中的应用进行研究，以供参考。

关键词：PLC技术；自动化；电气控制

引言

传统的控制技术使用继电器接触器控制机械设备，曾在机械化生产中发挥了重要的作用，但它的缺点也是显而易见的，如不能实现高度的自动化、信息化综合操作。与此同时，近年来随着科学技术水平的不断提高，PCL技术得到了极大地发展，PLC的功能不断完善并被广泛应用于机械电气控制装置中。毋庸置疑，若要充分发挥PLC的技术优势，针对机械电气控制装置对PLC技术的有效应用进行充分分析和探究就显得尤其关键。

1PLC技术

20世纪90年代以来，我国机械自动化技术处于高速发展状态，是我国自动化技术变革的高潮，控制系统形式丰富多样，即第三次自动化技术革命，使得我国自动化技术实现了质的飞跃。PLC技术是当前电气工程领域备受关注的新型技术。该项技术将计算机技术和自动化技术融为一体，能够储存相关数据信息，根据具体需求编写相关程序，实现各种运算，并可在输入程序模块和输出程序模块之间建立有效链接，实现对机械电气设备的有效控制。最开始应用PLC技术是为了取代继电器控制系统。随着相关技术的不断完善，PLC技术应用在机械电气控制系统之初出现的大部分问题得到了有效解决，提升了系统可靠性和稳定性。PLC技术基本流程包括采样输入、输出刷新以及自动化程序控制等。利用数据扫描方式进行采样，在完成采样数据输入后能够自动进行数据输出刷新。

2PLC技术在机械电气控制装置中的应用

2.1开关量逻辑控制

开关量逻辑控制取代了传统的继电器接触器控制，主要功能是完成开关逻辑运算和进行顺序逻辑控制，其是PLC最基本、最广泛的应用领域，可应用于单机控制、多机群控、自动化生产线的控制等。

2.2PLC技术的网络通信功能开发

网络通信是PLC技术应用最广泛的领域之一。它的技术原理是将PLC连接因特网，使其具备网络通信功能。为强化PLC功能，可以在PLC系统里内置Web服务器。当前，许多科技公司投入大量资源开展研究，希望可以将PLC与因特网及Web连接，获取更多技术支持。科技公司推出许多新型产品，有的产品提升了连接速度，有的产品实现了多轨道运行，有的产品优化了连接操作系统，有的产品实现了远程监视和动态访问。

2.3运动控制

PLC技术可以实现一定范围内的直线运动或者圆周运动，通过控制运动模块规划机械设备运行规律和距离，运用多轴节点控制模块驱动步进电气控制器，实现对机械设备规律性和重复性运行动作的控制。

2.4数据处理

PLC不仅具有进行算术运算、函数运算、数据传送等功能，还可以进行数据排序、查表、转换。经PLC处理的数据可以与存储内的设定值进行比较，从而完成程序设定的控制操作或打印制表；也可以利用网络通信传送到上位机或其他智能装置。数据处理一般用于无人控制的柔性制造等大型控制系统或食品工业中的过程控制系统。

2.5软件系统设计

将PLC高速输入端口和旋转编码器连接，以此来实现马达旋转速度的实时监测。通过触摸屏，可对转速进行临界值设置，当转速比临界值大或比临界值小时，PLC都会将相应的转速调节指令自动发送给PID（线性控制器），借助于PID，可实现马达转速的闭环调节。通过这样的方式，可让农业番茄收获机的转速得以自动控制，从而实现PLC技术应用优势的充分发挥。

2.6故障排查

PLC技术应用于机械电气设备控制系统，使得控制系统可以动态检测设备运行状态，并将其形成信息反馈给相关工作人员。工作人员根据实时数据判定当前每台设备的运行状态是否正常。当其中某台设备出现故障时，系统会及时发出警报，提醒工作人员检查维修相关的电气设备。PLC控制系统反馈的具体信息，有助于工作人员准确找到机械故障并进行快速维修，大大缩短了故障排查时间，提高了维修效率。

2.7设备运维监控

对机械电气设备的运维管理是PLC系统最重要的功能，特别是在短时掉电、设备故障等情况下，可以快速发出切断操作的指令并进行警报处理，保护生产企业的安全性和经济性。例如，在煤炭生产企业中，需要全程监控和记录压缩机的运行状态，而普通的机电控制无法保证精确度和适配性，必须通过PLC系统进行有效监控。PLC系统的逻辑判断和分析完全参照机械电气设备运行状态的相关信息要求，经过分析判断发出对应的调整指令，并对其不断进行优化，以提高设备的运行效率。压缩机运行时，设备回传信息包括温度、压力和功率等。

2.8生产变量控制

生产变量控制就是控制生产过程中的模拟量。实际生产过程中，变量直接影响整个生产过程，进而影响生产效率。一般来说，生产线变量繁多且难以预测。运用PLC控制系统能够实现变量的有效控制，使其处于相对稳定状态，保障生产过程的高效稳定运行。

2.9集控系统功能

（1）操作功能。操作功能主要包含两部分内容。一是事故停车。急停按钮能够使来煤方向车辆紧急停止而不影响其他设备。出现事故时，工作人员根据事故严重程度决定是否按下此按钮。二是正常停车。按下启动按钮，发出预告信号，此信号在无事故发生时会持续1min。发送成功后，设备车按逆煤方向启动设备车。一旦出现故障，按下禁止启动按钮，结束预告信号发送，待故障处理完成后，按下解禁按钮再次启动设备车。（2）就地箱功能。设置就地箱是为了方便及时调试检修系统，确保系统正常运转。就地箱安装有就地和集中功能按钮，能够有效控制就地停止与启动，还能够完成集控系统停止和启动。（3）保护功能。PLC系统接入配电盘热继电器常开端，是为了保护系统。例如：一旦出现过流过热现象，系统会停止生产，以便相关工作人员根据系统反馈的故障原因及时处理；皮带跑偏超限时，跑偏开关会自动打开。为确保系统运行安全，预防事故的发生，可以根据实际情况加装堆煤检测开关。

3实例应用分析

传统的提升机控制系统存在线路复杂、调试性能差、故障率高、能耗高、自动化程度相对较低等问题。采用PLC控制系统，配置两套PLC且热备冗余（电源冗余、CPU冗余、控制网络冗余、I/O冗余、上位机冗余），采用标准以太网通信，上位监控系统采用工控机与触摸屏一体机，并配有数字监控器、信号调节反馈等模块。在这种控制方式下，调速系统以通信方式交换过程数据，调速更平稳，实现了统一编程组态、集中控制、监视和管理。现场技术人员评价认为整个系统控制精度高、运行状态稳定可靠，并且有更友好的人机界面。

结语

综上所述，PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、操作方便、能够处理数据、通信联网等优势，在机械电气控制装置中得到了广泛应用，不仅实现了企业统一编程组态、集中控制、监视和管理，提高了系统自动化水平及系统运行效率，还为机械电气控制装置向智能化发展奠定了基础。

参考文献

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[3]孙文侃.PLC技术在机械电气控制装置中的应用探讨[J].科技资讯,2020,18(23):52-53+56.