机械电气控制装置中PLC技术的具体应用

吴杰

摘要：PLC技术在机械电气控制装置中的实践运用，不仅可以显著提升各行业生产水平与能力，降低设备故障率，减轻劳动強度，还可保障工人人身安全，加快工业化建设进程。在机械电气控制装置中引进PLC技术，可快速、精确控制机械电气设备，并基于多元化控制方式，确保机械电气设备稳定性与安全性。据此，本文详细分析了机械电气控制装置中PLC技术的实践应用。

关键词：机械电气控制装置;PLC技术;工业化

0  引言

在计算机技术发展推动下，我国工业化进程不断加快，而适应于工业发展的各种新型技术也得以衍生，促使工业化生产与产品质量都实现了显著优化。自动化技术由初始基于微电子技术的电子装置逐渐发展为基于计算机高速运算的控制系统，最终整个行业在多次变革中实现了质的飞跃，构建了基于现代化计算机通信与控制技术相结合的控制系统，推动了新兴行业的发展，为自动化技术添加的全新活力。在机械电气控制行业持续进步发展下，PLC技术实现了在各个领域的广泛应用，且发展至今，已建立了成熟的生产体系，以此广泛投放于产品持续化与批量化生产中。现阶段，基于PLC技术的DCS控制系统与FCS控制系统也已实现了迅速更新发展。

1  PLC技术优势分析

首先，PLC技术是计算机技术与自动化技术有机结合而成的新型技术，其具有两种技术的优势特性，应用过程简单便捷，安装与使用流程简洁，工作效率良好，质量优越;其次，PLC技术可广泛应用于多种系统类型机械电气控制装置内，并且可高度优化机械生产过程，此外此技术兼容性较高，可与多种先进技术相融合，以更高程度上满足机械电气控制领域个性化要求;再次，PLC技术在机械电气领域应用中引进了许多集成电路技术，如此不仅可提高机械电气控制装置抗干扰能力，还可优化机械电气控制设备整体性能，有助于促进机械电气领域的长远稳定发展;最后，PLC技术在实践运用时，一旦出现故障，其可自行快速检测，排查故障问题，并发出告警信息，提示工作人员及时了解故障具体位置，采取有效措施加以修复解决。

2  机械电气控制装置中的PLC技术控制系统

2.1 DCS控制系统分析

DCS控制系统（分散控制系统），又称之为集散控制系统，具备高度集中化控制特性，可分散管理与集成管理机械电气装置。DCS控制系统由两部分组成，即通信系统与控制系统，二者都以计算机技术为基础，科学控制机械电气设备，以确保实践工作中的实际操控与检测。作为DCS控制系统的神经载体，通信系统是指挥调度控制系统的关键所在，只有准确接受并传输指令，才可正确指导控制系统，保障系统合理运行。DCS控制系统设计初衷在于，基于集散控制思维进行控制系统设计，本着信息集成控制，危险要素分散控制的原则，确保信息传输准确性与稳定性，以及危险因素方法的有效性与科学性。

2.2 FCS控制系统分析

不同于DCS控制系统，FCS控制系统（现场总线型控制系统）通过有机融合现代化智能技术与自动化体系，并配合通信网络构建了全新机械电气控制装置，其具备智能化控制与自动化管理特性，消耗与成本低，灵活性高，操作简单。并且就目前实践应用可知，FCS控制系统与现代化机械电气控制装置实际应用需求高度相符，功能扩散范围较大，操作优势突出，所以，在现代化科技进步更新趋势下，FCS控制系统早已发展为PLC技术的重要构成，并已经呈现出逐步代替DCS控制系统趋势。另外，FCS控制系统自身可双向输出与数字化输出，且具有多分支结构，可以选用各式各样的传输模式传送信息，在很大程度上提高了机械电气控制装置的可控性与灵活性。FCS控制系统结构具体如图1所示。

3  机械电气控制装置中PLC技术的具体应用分析

3.1 PLC系统总体设计

为了进一步实现电气工程系统控制，在设备设计初期，需不断扩展PLC技术功能，促使电气控制系统满足电气工程运行稳定性的相关设计要求，以此提高电气工程生产效率与质量，只有这样，才能够设计生产出高质、高效的产品。因此在PLC控制系统设计过程中，需充分了解被控制对象的具体要求，就图纸实际勘察工作现场，采集资料，并与作业技术人员实时沟通交互，共同协商，制定电气工程系统最佳控制方案，并详细分析可能会出现的控制问题，采取有效防控措施，在发生问题之后，双方协作加以解决。在PLC自动控制系统设计中，还应充分考虑实用性，从而保障电气控制可靠性与稳定性。PLC自动控制具体流程如图2所示。

3.1.1 开关量逻辑控制

PLC控制系统的基础功能为开关量逻辑控制功能，其可通过逻辑运算能力，实现电气工程运行状态的逻辑运算，还可通过控制指令，有效控制继电器串联、并联、串并联等连接方式的开关。与传统继电器控制系统相比较，基于PLC控制系统可针对电气系统的全部光电与接近开关等进行逻辑控制。为了便于修复PLC控制系统，PLC控制程序可在基于接入模块、输入模块、输出模块的检测元件信号与输出信号中构建中间变量，并转换硬件输入与输出测点为数据块的位，以实现输入、输出测点与数据块位相互对应的关系，从而提高PLC控制系统可读性与修复简洁性。以开关量逻辑控制功能作用的发挥，还可有效控制电气工程系统中的全部电气设备。

3.1.2 数字量与模拟量控制

在工业化生产中，一般都会存在一些难以估计与预测的生产变量，统称为模拟量，大体包含温度变量、速度变量、质量变量等。在实践工业生产中，很容易受这些模拟量影响，导致生产效率与产品质量降低。因此，就机械电气设备控制而言，生产变量控制是重中之重。以PLC技术为基础进行模拟量数字化转换，PLC内通常包括A/D转换模块，可科学有效实现机械控制装置与电气模拟系统中的数字量与模拟量转换，以保障系统良好控制性能。

3.2 电气安全监测控制装置

PLC技术在机械电气控制装置中的应用，既能够远程自动化控制电气设备，又能够实时准确传输监控数据于总监控室，并通过总监控室进行数据分析，电气设备检查，还可根据电气设备实际运行效果进行系统调节，同时呈现监控画面于系统屏幕上，以便于更好地分析电气设备实际运行状态，保障电气运行良好，有效降低电气设备故障率。在电气安全监测管控设备中合理利用PLC技术，可全天候全过程监控整个运作流程，一旦期间出现任何事故都可及时采取措施加以有效解决，从而最大程度上降低损失，并确保工作人员人身安全。

4  实例应用分析

4.1 原理图分析

在PLC技术实践应用中，原理图分析是基础环节，发挥着良好的指导性作用，指引着PLC技术在整个机械电气控制系统中的发展，因此PLC技术投入实践前，需详细检查分析原理图，保证无误，才可执行。原理图分析需先充分掌握电路图中的基础电气设备，在关键位置明确标注。绘制电路图并校验合格之后，开始识别电路，明确电路控制电器与保护装置，防止工作人员在具体操作时无法准确找到相应器件，引发严重损失。而保护装置负责有效保护机械电气控制装置的所有电路，除了必须需要舍弃的电路，任何电路装置周围都会安装保护装置。同时，还要保证电源准确供电，作为机械电气装置运行动力，电源电流通畅是重要的基础保障。

4.2 控制系统分析

以煤炭分装器为实例，详细分析PLC控制系统于机械电气控制装置中的关键作用。由于分装器结构简单，大体包括拦包机、导料摆板、气动系统等，各个部分都具备其相应的实际作用，以分工实现煤炭分装器作业的专项功能。煤炭分装器的分料皮带配置了多组光电感应器，通过PLC控制系统间断性分隔计算煤炭进入分装箱的具体时间，以有效实现煤炭粉装操控台的机械电气控制。由此可知，PLC技术在工业生产中发挥着积极作用，不仅可以防控传统作业方式既有漏洞，还可提升企业工业生产整体水平与安全系数。此外，PLC控制系统还具备智能化设定功能，针对煤炭分装的拥堵问题，设置第一时间断开电源的应对措施，以整体保护机械设备，避免生产线失误引发不必要的经济损失。

5  結语

总而言之，在科学技术迅速发展推动下，机械自动化技术与电气自动化技术实现了广泛应用，为更进一步满足机械电气领域发展需要，需不断健全优化PLC技术在机械电气控制装置的有效应用，以提升生产效率，保障机械电气设备运行安全性与稳定性，只有这样，才可有效推动机械电气领域长远可持续发展，进而为机械电气企业带来良好的经济效益与社会效益。

参考文献：

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