PLC技术在机械电气控制装置中的应用解析

高兴昌?张鑫

摘 要 近年来，随着经济的不断发展，电子技术也取得了飞速的发展。其代表是可编程控制器（PLC）的快速发展。它已成为微电子领域的代表产品。PLC控制系统将计算机和电气控制结合在最先进的理论和技术领域，并在不断改进的过程中发挥功能指标，传统的PLC控制理念进行了新的改进，使其在电气控制领域发挥更大的作用。本文就PLC技术在电气控制装置中的应用进行了简要的探讨。

关键词 可编程控制器；PLC；电气控制装置；应用

前言

近年来，随着技术的进步和发展，机电一体化技术也在非常迅速的发展。PLC作为自动化领域的领先技术，正得到越来越广泛的应用。在20世纪下半叶，现场总线技术开始兴起。随着越来越深入的研究，PLC开始逐渐显示出它的优势。由于灵活的控制和易于阅读的编程语言，PLC的优势越来越突出。

1 PLC基本特点概述

1.1 体积小、重量轻

常规的PLC控制器的尺寸是比较小的，超小PLC的尺寸小于100毫米，重量小于150克，功耗仅为几瓦。由于其体积小，安装过程中易于安装，有利于机电一体化的实现。

1.2 具有较强的实用性

PLC可用于不同规模的电气控制系统。除了基本的逻辑处理功能外，大部分PLC具有数据操作的能力。近年来，PLC的功能不断增加，其可用性也得到了广泛的应用，如温度控制、位置控制等。

1.3 较强的抗干扰能力

PLC控制系统采用了大量的集成电路技术。它在内部电路和生产过程中都有一些先进的技术，所以它的抗干扰技术也很强大，系统的可靠性也比一般的控制器强。此外，PLC具有一定的硬件故障自动检测功能。当硬件系统故障时，可以自动发出报警信号，維护简单，维护费用也比较低，应用范围非常广泛。总的来说，可编程控制器（PLC）采用数字操作系统，是一种特殊的工业控制器。内部存储程序、逻辑操作的实现、布尔运算、顺序控制、过程控制、运动控制、定时和通信控制操作指令，以及通过数字和模拟信号的输入和输出控制各种机器的生产过程。PLC采用模块化组合，结构紧凑、灵活搭配系统，抗干扰能力强，可靠性高，灵活性好，简单的编程语言，错误可以在线修改等优点，在工业自动化领域，机械开关逻辑控制、数字控制、机器人控制、负反馈控制和多级自动控制系统得到了广泛的应用。近年来，PLC在煤矿、矿山机械、冶金机械等重型设备中逐步取代传统的继电器触发控制，取得了良好的经济效益[1]。

2 机械电气控制发展现状

随着我们国家社会和科技的持续发展，计算机控制技术逐渐被应用于工业。工业控制计算机技术应运而生，其技术、产品和应用得到了极大的改进。在控制系统的开发过程中，可编程控制器（PLC）应运而生，它起源于70年代，并成功应用于汽车行业；到90年代，随着商品加工速度的不断提高，PLC的算术和控制功能不断提高，使其连续不断地实现电气化仪表和计算机控制的集成。当前阶段，基于PLC PID控制电路已经被普遍的使用于连续生产和批量生产工艺过程当中。不仅如此，PLC技术的DCS控制系统也得到了广泛的应用[2]。

3 PLC在电气控制中的应用

3.1 开关量逻辑的控制

该控制技术是PLC控制技术中最基本、最广泛使用的内容。它取代了传统的中继电路，实现了逻辑控制和顺序控制的同步控制。开关量的逻辑控制不仅可以用于单设备控制，还可以实现生产线和组合机床等自动化流水线控制。

3.2 控制模拟量

在工业生产过程中，会出现许多不可预测的变量，如温度和速度，这将对工业生产的实际活动产生一定的影响。PLC控制技术的应用使得模拟量能够实现数字转换模式，使控制器能够有效地控制它。

3.3 集中式控制系统

该控制系统主要由强大的中央PLC实体系统和多台设备组成，并形成了一个中央集成计算机控制系统。在此系统中，不同的设备可以以适当的方式和操作顺序形成中央PLC统一处理程序。可以看出，这种集中控制系统与单一控制系统相比，具有成本低、运行效率高的特点。但它也有一些缺点。如果一个控制对象的程序需要改变，整个控制PLC控制系统将停止运行，导致其他控制对象被迫停止运行。

3.4 分散控制系统

在该系统中，PLC控制系统中的每个控制对象分别进行处理，每个PLC控制器可以通过内部网络链反应有效实现信号传输，完成控制任务，或者由主机通过总线信号传输。在分布式控制系统中，机械控制方式在多个机器生产线控制方法中使用，使用不同生产线之间的对应数据进行连接，不同的控制对象分别控制PLC的控制，如果其中一个PLC需要停止操作，则不会影响另一个控制器。近年来，随着科学技术的不断发展，可有效地将PLC和过程控制相结合，从而更好地实现底层控制任务。

3.5 运动控制

PLC技术可以实现对圆周运动或直线运动的有效控制。在控制系统中，传统的控制方式直接作用于传感器和执行器，新的控制系统可以通过运动控制模块实现。例如，对于多轴位置控制模块和驱动步进电机的应用，PLC在机器人、机床等控制系统中也得到了广泛的应用。

3.6 数据处理的运用

在PLC控制系统的数据处理中，它具有数据传输、转换和操作等多种操作功能，能够有效地完成数据采集和分析。这些数据存储在系统的内存中，对设备的正常运行具有一定的参考价值，作为数据操作的基础。内存中的数据可以通过PLC的通信功能传输给智能设备。目前，许多应用程序，如过程控制和其他大型控制系统，可以在需要时打印到表中[3]。

4 结束语

近些年来，随着电气控制技术的不断发展，PLC的应用范围越来越广。PLC控制器的高性能，具有较强的适应性和可靠性，广泛应用于自动化控制领域。同时，由于PLC的低成本和连续的功能，它也成为工业企业电气控制系统的主要控制设备，促进了工业经济的持续发展。

参考文献

[1] 刘晓玺.PLC技术在机械电气控制装置中的应用[J].产业与科技论坛，2016，15（05）：71-72.

[2] 吕学红.PLC技术在机械电气控制装置中的应用[J].轻工科技，2016，32（08）：43-44.

[3] 王文征，刘宗辉.PLC技术在机械电气控制装置中的应用探讨[J].价值工程，2014，33（24）：27-28.