機(jī)械電氣控制裝置PLC技術(shù)應(yīng)用

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摘要:近幾年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展方面呈現(xiàn)出了不斷上升的趨勢(shì)，進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)逐漸引起了人們的廣泛關(guān)注，大多將其應(yīng)用于生產(chǎn)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)效率和質(zhì)量的提升，能夠使各行各業(yè)向著可持續(xù)的方向發(fā)展。PLC能夠有效結(jié)合計(jì)算機(jī)和機(jī)械兩種技術(shù)為一體，對(duì)編程系統(tǒng)進(jìn)行控制。因此，本文從機(jī)械和電氣控制裝置出發(fā)，對(duì)plc技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了全面的分析。

關(guān)鍵詞:PLC技術(shù);機(jī)械電氣控制裝置;應(yīng)用分析

一、PCL技術(shù)概述

PLC全中文名稱為“可編程序控制器”，采用了CPU、存儲(chǔ)器等外部設(shè)備，并且結(jié)合了電源的設(shè)計(jì)。PLC最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)就是CPU，其功能相當(dāng)于人體的中樞神經(jīng)，可以通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置的掃描，將其狀態(tài)或數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，并且能夠?qū)幊唐髦械挠脩舫绦蚝蛿?shù)據(jù)進(jìn)行接收和存儲(chǔ)，可以診斷電源狀態(tài)是否正常，并且能夠檢查PC內(nèi)部是否處于正常工作狀態(tài)，對(duì)其語(yǔ)法以及相關(guān)指令的執(zhí)行等進(jìn)行診斷;對(duì)存儲(chǔ)器裝置的設(shè)計(jì)能夠使系統(tǒng)的程序、模塊化子程序功能的應(yīng)用等操作進(jìn)行存儲(chǔ)，用戶無(wú)法直接對(duì)其進(jìn)行存取，用戶在使用過(guò)程中，能夠在編程器內(nèi)對(duì)用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入［1］。PLC是一種應(yīng)用了電子技術(shù)的系統(tǒng)裝置，有效結(jié)合了自動(dòng)化系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其模塊設(shè)計(jì)中包含了CPU、存儲(chǔ)器等原件。能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部的運(yùn)算，對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，并且能夠控制器械的生產(chǎn)。具體而言，PCL技術(shù)主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):

(一)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化PCL設(shè)備具有重量輕、質(zhì)量?jī)?yōu)、使用安裝便捷的特點(diǎn)，能夠有效結(jié)合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與自動(dòng)化系統(tǒng)為一體，并且編程十分簡(jiǎn)潔，能夠以梯形圖、邏輯表或是語(yǔ)句表等，簡(jiǎn)單明了的形式加以體現(xiàn)，進(jìn)一步推動(dòng)了機(jī)電一體化的發(fā)展。

(二)較強(qiáng)的抗干擾能力以往在對(duì)機(jī)械電氣進(jìn)行控制的過(guò)程中，所采用的裝置極易受到外界的干擾，PCL技術(shù)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，由于PCL系統(tǒng)中對(duì)集成電路的充分應(yīng)用，并且對(duì)相關(guān)模塊的隔離，有效提升了其抗干擾能力［2］。

(三)能夠在各種類型的電氣系統(tǒng)中應(yīng)用PCL技術(shù)不僅能夠控制機(jī)械的生產(chǎn)，還能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理和預(yù)算，并且能夠在各種電氣系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)一步提升機(jī)械的生產(chǎn)，除此之外，通過(guò)對(duì)PLC技術(shù)與先進(jìn)技術(shù)的結(jié)合，能夠?qū)﹄姎饪刂葡到y(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，以此來(lái)使PLC能夠具備更加廣泛的應(yīng)用范圍。

(四)實(shí)現(xiàn)自我檢測(cè)一旦有任何問(wèn)題出現(xiàn)于對(duì)機(jī)械電氣的控制過(guò)程中，PLC系統(tǒng)就會(huì)對(duì)自我進(jìn)行檢測(cè)，并且自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，以此來(lái)使工作人員能夠第一時(shí)間對(duì)存在于PLC中的故障，以及故障的機(jī)理予以查明，使其能夠獲得更好地維修和防護(hù)工作。

二、機(jī)械電氣控制裝置中對(duì)PCL技術(shù)的應(yīng)用

(一)DCS系統(tǒng)DCS系統(tǒng)也能夠稱之為分散控制系統(tǒng)，能夠利用微處理器進(jìn)行分散控制和集中顯示，是一種新型的、結(jié)合了分別治理和綜合協(xié)調(diào)功能為一體的儀表控制系統(tǒng)。PCL技術(shù)中對(duì)DCS系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠作為一種全新的方式對(duì)機(jī)械電氣裝置進(jìn)行控制，其對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)的應(yīng)用，以此來(lái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)、監(jiān)測(cè)站等區(qū)域進(jìn)行控制，裝置中對(duì)DCS系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠集中對(duì)分散的機(jī)械電氣控制裝置進(jìn)行管理，并且能夠分離裝置中的危險(xiǎn)部分，簡(jiǎn)而言之，DCS系統(tǒng)能夠使機(jī)械電氣控制裝置的運(yùn)行更加安全、穩(wěn)定和高效。并且，通過(guò)對(duì)DCS技術(shù)的應(yīng)用，還能夠收集和整合各種場(chǎng)所的信息，使其能夠以最佳的狀態(tài)處于控制裝置中，一旦有故障出現(xiàn)于裝置中，DCS系統(tǒng)就能夠立刻對(duì)信息進(jìn)行獲取，并及時(shí)調(diào)整裝置，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行不會(huì)受到影響。

(二)FCS系統(tǒng)FCS系統(tǒng)也能夠稱之為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，能夠通過(guò)對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行構(gòu)建，也就是說(shuō)，機(jī)械電氣裝置中對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠形成FCS系統(tǒng)，對(duì)其的應(yīng)用能夠獲得良好的效果。FCS技術(shù)在機(jī)械電氣裝置中的應(yīng)用，能夠使其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境得到優(yōu)化，并且，F(xiàn)CS系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)雙向的傳播，具有大量的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)，能夠在全新的數(shù)字通信環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)機(jī)械電氣控制裝置的數(shù)據(jù)傳輸，能夠使機(jī)械電氣裝置獲得更好的機(jī)械化生產(chǎn)，并且，能夠進(jìn)一步促進(jìn)裝置的智能化服務(wù)，并且能夠?qū)C(jī)械電氣中的項(xiàng)目進(jìn)行自動(dòng)的完成，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置效果的提升。FCS控制系統(tǒng)中對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用，還能夠帶來(lái)其他的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)鹘y(tǒng)單一的技術(shù)控制進(jìn)行突破，實(shí)現(xiàn)多元化的控制，使企業(yè)能夠獲得滿意的產(chǎn)業(yè)效果。站在未來(lái)發(fā)展的層面來(lái)說(shuō)，目前的FCS在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行控制的過(guò)程中，可以使機(jī)械電氣裝置能夠獲得理想化的運(yùn)行，能夠以雙向多節(jié)點(diǎn)和總線式的模式進(jìn)行數(shù)字通訊，能夠在機(jī)械電氣系統(tǒng)的控制下，形成高度集中的完整結(jié)構(gòu)，能夠全方位滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求。FCS系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線控制模式的采用，能夠突破FCS技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的限制，對(duì)位置分布進(jìn)行調(diào)整，使工作人員能夠能夠按照預(yù)期對(duì)其全程進(jìn)行控制，能夠使現(xiàn)代機(jī)械電氣控制技術(shù)的特征得以凸顯，從總體上促進(jìn)新興的控制系統(tǒng)形成與完善。

三、機(jī)械電氣控制裝置中對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用

(一)PLC技術(shù)的應(yīng)用類型想要合理地在機(jī)械電氣控制裝置中對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，就需要明確所需應(yīng)用的PLC技術(shù)的類型，由于其能夠?qū)φ麄€(gè)設(shè)計(jì)工作起到?jīng)Q定性的影響，并且，能夠從整體上分析電器控制裝置的情況，因此，在應(yīng)用時(shí)需要對(duì)PLC技術(shù)的類型進(jìn)行合理地選擇。

(二)控制開(kāi)關(guān)量邏輯傳統(tǒng)的繼電器只能控制電路的順序和邏輯，但是PLC技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)Χ鄠€(gè)設(shè)備目標(biāo)進(jìn)行控制，不但如此，還能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于生產(chǎn)線中，以此來(lái)對(duì)組合機(jī)床以及生產(chǎn)線進(jìn)行控制，并且所有邏輯都能夠通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)量的設(shè)置得以實(shí)現(xiàn)。

(三)控制模擬量所謂的模擬量指的就是有可能在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的變量，傳統(tǒng)機(jī)械電氣進(jìn)行控制的過(guò)程中，此變量法還沒(méi)有得到應(yīng)用，但是隨著PLC技術(shù)的出現(xiàn)，成功地對(duì)模擬量進(jìn)行了控制，并且能夠使模擬量轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化的形式，使模擬量的控制能夠更加有效，能夠使實(shí)際生產(chǎn)中受到的模擬量帶來(lái)的影響得以消除或減少。

(四)對(duì)系統(tǒng)的集中性控制該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中包含了具有強(qiáng)大功能的中央PLC系統(tǒng)，以及各種設(shè)備元件，中央PLC系統(tǒng)能夠?qū)υ撓到y(tǒng)中的各種設(shè)備的程序進(jìn)行調(diào)用，事實(shí)上，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的集中控制能夠降低其成本的投入，使其能夠擁有更高的運(yùn)行效率，但是，隨著其帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，也伴隨著部分問(wèn)題的出現(xiàn)，如果對(duì)某個(gè)控制對(duì)象進(jìn)行改變，就會(huì)中斷PLC系統(tǒng)的控制，使其他控制對(duì)象無(wú)法正常工作，不僅會(huì)造成工業(yè)生產(chǎn)的中斷，還會(huì)對(duì)其科學(xué)性造成一定的影響，對(duì)其生產(chǎn)效率造成影響。

(五)分散性系統(tǒng)控制在此類系統(tǒng)中，需要對(duì)所控制的各個(gè)對(duì)象進(jìn)行一系列的處理，并且需要采用符合要求的方式對(duì)機(jī)械進(jìn)行控制，需要對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行控制，以此來(lái)使一臺(tái)PLC系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各種PLC控制對(duì)象的控制，并且，能夠使其他控制器保持正常的運(yùn)行，能夠?yàn)橄到y(tǒng)的正常運(yùn)行提供幫助。

(六)運(yùn)動(dòng)控制在進(jìn)行控制的過(guò)程中，能夠控制運(yùn)動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)圓周和直線運(yùn)動(dòng)的控制，例如，將其應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)中，能夠使PLC系統(tǒng)直接控制直線運(yùn)動(dòng)。

四、PLC技術(shù)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)

(一)操作更加簡(jiǎn)便在對(duì)機(jī)械電氣樁進(jìn)行控制的過(guò)程中，對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用，能夠使發(fā)出的操作指令更加簡(jiǎn)單、直觀，工作人員在操作前，無(wú)需耗費(fèi)較大的精力對(duì)其進(jìn)行理解，能夠使工作人員的工作難度得以降低，并且，還能夠減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，使操作過(guò)程能夠由繁瑣向簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)工作效率的提升。

(二)多樣化的操作功能在對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，能夠按照流程對(duì)工作進(jìn)行開(kāi)展。PLC在電氣控制裝置中的設(shè)計(jì)，主要包含兩個(gè)部分，第一是控制順序，第二就是采集數(shù)據(jù)，在進(jìn)行自動(dòng)化的控制過(guò)程中，這兩個(gè)部分都能夠帶來(lái)明顯的優(yōu)勢(shì)。首先，能夠?qū)Ω鞣N內(nèi)容的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，除了文字信息外，還能夠?qū)D像、曲線等信息進(jìn)行采集，在對(duì)信息進(jìn)行有效的獲取后，能夠通過(guò)對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用，分析和整理所獲取到的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合操作的過(guò)程中所提出的要求，對(duì)運(yùn)行信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，控制者在獲取到這些運(yùn)行信號(hào)后，能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。此外，在實(shí)際對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，一旦有哪一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題，自動(dòng)系統(tǒng)就會(huì)停止運(yùn)行，并對(duì)發(fā)送相關(guān)信號(hào)，中斷生產(chǎn)過(guò)程，并由警報(bào)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信息。

五、案例分析

以汽車(chē)行業(yè)為例，在利用電子系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)進(jìn)行控制的過(guò)程中，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效分析傳感器所收集到的各種數(shù)據(jù)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)部件的控制。汽車(chē)電子控制系統(tǒng)包含了傳感器、電子控制器以及執(zhí)行器。目前，汽車(chē)之所以如此受歡迎，最大的亮點(diǎn)就是電子汽車(chē)控制系統(tǒng)。除此之外，兒童安全座椅、自動(dòng)擋、自動(dòng)倒庫(kù)等先進(jìn)的應(yīng)用，在汽車(chē)電子控制系統(tǒng)中能夠得到充分的發(fā)揮。電子控制系統(tǒng)能夠根據(jù)需求對(duì)來(lái)自傳感器的各種信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，并且能夠?qū)⑻幚硗甑男盘?hào)傳遞給輸出回路，由輸出回路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂菩盘?hào)，控制執(zhí)行器工作。在使用汽車(chē)的過(guò)程中，汽車(chē)電子控制系統(tǒng)能夠?qū)c(diǎn)火線圈中的初級(jí)回路，當(dāng)點(diǎn)火初級(jí)線圈中有電流通過(guò)時(shí)，點(diǎn)火線圈能夠以磁場(chǎng)的形式儲(chǔ)存點(diǎn)火能量。汽車(chē)電子控制系統(tǒng)切斷初級(jí)線圈中的電流時(shí)，將會(huì)有較高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)于其次級(jí)線圈中，并輸送至工作氣缸的火花塞，此時(shí)，所儲(chǔ)存的點(diǎn)火能量會(huì)被快速釋放，并迅速點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的混合氣，完成打火。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的傳感器能夠?qū)⑿盘?hào)發(fā)送給汽車(chē)電子控制系統(tǒng)，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)目前的運(yùn)行狀況以及工作環(huán)境進(jìn)行判斷，然后利用ROM對(duì)所需的控制參數(shù)進(jìn)行查詢，最后，汽車(chē)電子控制系統(tǒng)完成對(duì)這些數(shù)據(jù)的計(jì)算以及修正后，將控制信號(hào)發(fā)動(dòng)給發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)其運(yùn)作進(jìn)行控制。

六、結(jié)語(yǔ)

PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠帶來(lái)較高的價(jià)值，在機(jī)械和電氣控制裝置中對(duì)其的應(yīng)用，能夠從整體上對(duì)傳統(tǒng)電氣控制裝置存在的自動(dòng)化水平不足的情況，進(jìn)行有效的改善，并且能夠通過(guò)對(duì)自身的檢查發(fā)出警報(bào)，使機(jī)械和電氣控制裝置能夠更加安全。采用這種技術(shù)，能夠極大地影響機(jī)械和電氣控制領(lǐng)域的生產(chǎn)，使行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益能夠得到有效的提升。

參考文獻(xiàn):

［1］林長(zhǎng)青．PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的運(yùn)用［J］．橡塑技術(shù)與裝備，2016，26(8):107-108．

［2］劉曉璽．PLC技術(shù)在機(jī)械電氣控制裝置中的應(yīng)用［J］．產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016，12(5):71-72．

作者：甄明 單位：河北省科技工程學(xué)校