PLC技术在机械电气控制装置中的应用分析

孔祥伟

摘 要 由于机械电气控制自动化技术是国家工业领域发展的关键性技术，PLC技术在机械电气控制领域占据着非常重要的地位。本文简要阐述了PLC技术的优点和分类，对PLC技术在机械电气控制装置中的应用进行了分析，切实希望有助于提升PLC技术在机械电气控制装置中的应用成效。

关键词 PLC技术；机械电气；控制装置；应用分析

中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）12-0080-02

近年来，随着我国科学技术的飞速发展和社会经济的不断进步，机械电气等设备面临着新的要求和挑战，对其设备自动化控制的技术指标和质量要求越来越高。过去传统的机械电气设备控制普遍由人力完成，设备在日常运行中容易出现故障和问题，间接影响工业生产能力和设备运行效率。而PLC技术在机械电气控制装置中的广泛应用，有效提高了各行各业的生产能力，降低设备出现故障的频率，减轻了工人的工作强度，同时也提高了工作人员的安全保障，加快推动了国家工业化建设的步伐。PLC技术实现了机械电气设备控制的快速化、精确化和可调化，通过其不同的控制方法和手段，有效保证了机械电气设备的稳定化、便捷化和安全化发展，改善了我国工业化水平较低的情况。所以，PLC技术在我国工业化发展进程中发挥着越来越重要的作用。

1 PLC技术的含义和优点

PLC（Programmable Logic Controller）技术是一种可编程逻辑控制器，PLC技术是依托于自动化技术和计算机信息编程技术而产生的一种具备逻辑功能运输、程序运行控制和实时运算处理的技术。PLC技术通过数字信号和模拟信号转换等方式实现控制程序命令的输入与输出，从而达到控制机械电气设备的目的。其主要包括中央处理器CPU、运算器、存储器、A/D转换器和输入-输出接口等功能模块组成，对机械电气设备进行控制过程中还具有实时运算和数据存储的功能。

PLC技术主要有以下几个优点：

1）机电一体化特性：PLC设备的重量和体积较小，便于安装和调试，其编程方法简洁明了，通俗易懂，利于二次开发和功能实现。

2）强大的抗干扰能力：传统的机械电气设备在运行控制过程中容易遭受干扰，而PLC技术通过高度集成的电路芯片，运用模块独立设置的方法，具备强大的抗干扰能力。

3）系统适应范围广：借助于CPU等功能芯片，PLC技术自身带有数据运算和数据存储的功能，使得PLC能够应用于各种类别的机械电气控制系统中。

4）具备自检功能：机械电气控制装置在工作运行过程中或多或少会出现故障和问题，而PLC技术具备自检功能，在运到故障时可以自动诊断并进行故障报警，便于工作人员及时发现设备故障，降低安全隐患。

2 PLC技术在机械电气控制装置中的应用种类

2.1 PLC技术中的DCS控制系统

DCS（Distributed Control System）控制系统是指分散控制系统，也可以称为集散控制系统。DCS控制系统最主要的特性是较强的集中性，对机械电气控制装置采取分散式管理和集中式管理的模式。

2.2 PLC技术中的FCS控制系统

FCS（Fieldbus Control System）控制系统是指现场总线型控制系统，不同于DCS控制系统的地方是FCS结合了自动化技术、现代通讯技术和现代智能技术，形成了一种具备智能化管理和自动化控制的控制技术。

3 PLC技术在机械电气控制装置中的应用分析

3.1 PLC技术在机械电气控制过程中要确定应用

类型

PLC技术应用类型选择在整个机械电气设备控制过程中占据着首要地位，根据不同的系统需要以及实际的机械电气控制装置情况，合理地选择PLC技术应用类型是关键性环节。目前我国使用范围较广，具有代表性的就包括德国西门子的PLC，其功能性良好，性能和稳定性较高，深受各行业推崇。譬如在涉及到行车自动控制的自动链接环节时，借助于PLC技术在不更换调速调压电机驱动控制的前提下，就可以实现整个机械系统的稳定运行。因此，根据实际系统需求，选择合适的PLC应用类型，能够有效提升PLC技术的适用成效。

3.2 开关信号的逻辑控制问题

PLC在对机械电气设备进行控制过程中必然涉及到开关信号的逻辑控制问题，传统的继电器只能够对电路的次序和逻辑实现简单的调控，而通过PLC技术控制之后，能够同时对多组机械设备的逻辑电路进行控制。利用PLC技术解决机械电气控制住的开关信号逻辑控制问题，可以实现各机床与生产线之间的协调同步联动控制，有效提升机械设备的工作运作效率，还能够降低因为逻辑电路信号错误而造成的设备故障问题，提升系统的稳定性和安全性。

3.3 数字量和模拟量的控制转换

工业生产过程中通常存在一种无法估计和预测的生产变量，这类变量被称为模拟量，其大致包括温度变量、速度变量和质量变量等内容。实际生产中经常受到上述模拟量的影响，从而导致生产效率和产品质量有所下降。所以，对生产变量的控制问题是机械电气设备控制的重要环节之一。基于PLC技术实现模拟量的数字化转换，PLC中通常包含A/D转换模块，能够有效地在机械控制装置和电气模拟系统中完成数字量和模拟量的互相转换，从而保证系统的控制性能。

3.4 集中式系统的PLC控制应用

集中式系统通常包括主功能性PLC中央系统和多个子设备系统，借助于系统网络，下属的每个子设备系统都可以向主PLC中央系统发送和接受程序指令，而主PLC系統可以对每个子设备实时进行调配和控制。这种集中式系统优点明显，整个系统的组建成本低，而且运行效率较高，但是也存在缺乏灵活性的问题。比如要突然改变系统运行中的控制设备，就必须关闭主PLC中央系统，势必会延误其他设备的响应控制时间，影响整条生产线的生产效率，有待加强和完善。

3.5 分散式系统的PLC控制应用

不同于集中式系统，这种分散式系统对每个控制设备都需要单独进行处理，其中机械部分的控制方法也有所要求。该系统的控制通常在生产线中实现，如果有不同的PLC控制设备时，会对所有的控制目标进行分离设置，并通过PLC完成数据信号在系统网络内部的独立传输和连锁反应。分散式系统在控制过程中，需要将不同生产线上的机械设备结合起来，才能有效实现生产线的数据连接，完成系统控制。

4 结论

综上所述，为了加快推进我国工业化发展进程，借助于PLC技术对机械电气控制装置进行自动化和智能化控制已经成为不可阻挡的趋势。现代机械电气控制装置中，PLC技术占据着越来越重要的地位和作用，在机械电气设备的实际操作控制过程中，通过PLC技术在机械电气控制过程中要确定应用类型，解决开关信号的逻辑控制问题以及数字量和模拟量的控制转换，结合集中式系统与分散式系统的PLC控制应用，能够有效提升PLC技术在机械电气控制装置中的应用成效。

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