PLC技术在机械电气控制装置中的应用分析

甄明

摘 要：近几年，我国经济和社会发展方面呈现出了不断上升的趋势，进一步推动了我国科学技术的发展，PLC技术逐渐引起了人们的广泛关注，大多将其应用于生产中，能够实现对生产效率和质量的提升，能够使各行各业向着可持续的方向发展。PLC能够有效结合计算机和机械两种技术为一体，对编程系统进行控制。因此，本文从机械和电气控制装置出发，对PLC技术的应用进行了全面的分析。

关键词：PLC技术;机械电气控制装置;应用分析

一、PCL技术概述

PLC全中文名称为“可编程序控制器”，采用了CPU、存储器等外部设备，并且结合了电源的设计。PLC最关键的设计就是CPU，其功能相当于人体的中枢神经，可以通过对现场输入装置的扫描，将其状态或数据进行输入，并且能够对编程器中的用户程序和数据进行接收和存储，可以诊断电源状态是否正常，并且能够检查PC内部是否处于正常工作状态，对其语法以及相关指令的执行等进行診断;对存储器装置的设计能够使系统的程序、模块化子程序功能的应用等操作进行存储，用户无法直接对其进行存取，用户在使用过程中，能够在编程器内对用户的数据进行输入[1]。

PLC是一种应用了电子技术的系统装置，有效结合了自动化系统和计算机系统，其模块设计中包含了CPU、存储器等原件。能够实现内部的运算，对信息进行存储，并且能够控制器械的生产。具体而言，PCL技术主要有以下几个优点：

（一）实现机电一体化

PCL设备具有重量轻、质量优、使用安装便捷的特点，能够有效结合计算机系统与自动化系统为一体，并且编程十分简洁，能够以梯形图、逻辑表或是语句表等，简单明了的形式加以体现，进一步推动了机电一体化的发展。

（二）较强的抗干扰能力

以往在对机械电气进行控制的过程中，所采用的装置极易受到外界的干扰，PCL技术具有较强的抗干扰能力，由于PCL系统中对集成电路的充分应用，并且对相关模块的隔离，有效提升了其抗干扰能力[2]。

（三）能够在各种类型的电气系统中应用

PCL技术不仅能够控制机械的生产，还能够对数据进行处理和预算，并且能够在各种电气系统中进行应用，进一步提升机械的生产，除此之外，通过对PLC技术与先进技术的结合，能够对电气控制系统进行优化，以此来使PLC能够具备更加广泛的应用范围。

（四）实现自我检测

一旦有任何问题出现于对机械电气的控制过程中，PLC系统就会对自我进行检测，并且自动发出警报，以此来使工作人员能够第一时间对存在于PLC中的故障，以及故障的机理予以查明，使其能够获得更好地维修和防护工作。

二、机械电气控制装置中对PCL技术的应用

（一）DCS系统

DCS系统也能够称之为分散控制系统，能够利用微处理器进行分散控制和集中显示，是一种新型的、结合了分别治理和综合协调功能为一体的仪表控制系统。PCL技术中对DCS系统的应用，能够作为一种全新的方式对机械电气装置进行控制，其对计算机技术进行了重点的应用，以此来对现场、监测站等区域进行控制，装置中对DCS系统的应用，能够集中对分散的机械电气控制装置进行管理，并且能够分离装置中的危险部分，简而言之，DCS系统能够使机械电气控制装置的运行更加安全、稳定和高效。并且，通过对DCS技术的应用，还能够收集和整合各种场所的信息，使其能够以最佳的状态处于控制装置中，一旦有故障出现于装置中，DCS系统就能够立刻对信息进行获取，并及时调整装置，保证系统的正常运行不会受到影响。

（二）FCS系统

FCS系统也能够称之为现场总线控制系统，能够通过对PLC技术的应用，对通信网络进行构建，也就是说，机械电气装置中对PLC技术的应用能够形成FCS系统，对其的应用能够获得良好的效果。FCS技术在机械电气装置中的应用，能够使其网络环境得到优化，并且，FCS系统能够实现双向的传播，具有大量的网络点，能够在全新的数字通信环境中，实现机械电气控制装置的数据传输，能够使机械电气装置获得更好的机械化生产，并且，能够进一步促进装置的智能化服务，并且能够对机械电气中的项目进行自动的完成，以此来实现对装置效果的提升。FCS控制系统中对PLC技术的应用，还能够带来其他的优势，能够对传统单一的技术控制进行突破，实现多元化的控制，使企业能够获得满意的产业效果。站在未来发展的层面来说，目前的FCS在对现场总线进行控制的过程中，可以使机械电气装置能够获得理想化的运行，能够以双向多节点和总线式的模式进行数字通讯，能够在机械电气系统的控制下，形成高度集中的完整结构，能够全方位满足企业的生产需求。FCS系统对现场总线控制模式的采用，能够突破FCS技术对网络的限制，对位置分布进行调整，使工作人员能够能够按照预期对其全程进行控制，能够使现代机械电气控制技术的特征得以凸显，从总体上促进新兴的控制系统形成与完善。

三、机械电气控制装置中对PLC技术的应用

（一）PLC技术的应用类型

想要合理地在机械电气控制装置中对PLC技术进行应用，就需要明确所需应用的PLC技术的类型，由于其能够对整个设计工作起到决定性的影响，并且，能够从整体上分析电器控制装置的情况，因此，在应用时需要对PLC技术的类型进行合理地选择。

（二）控制开关量逻辑

传统的继电器只能控制电路的顺序和逻辑，但是PLC技术的应用，能够对多个设备目标进行控制，不但如此，还能够将其应用于生产线中，以此来对组合机床以及生产线进行控制，并且所有逻辑都能够通过对开关量的设置得以实现。

（三）控制模拟量

所谓的模拟量指的就是有可能在生产过程中出现的变量，传统机械电气进行控制的过程中，此变量法还没有得到应用，但是随着PLC技术的出现，成功地对模拟量进行了控制，并且能够使模拟量转变为数字化的形式，使模拟量的控制能够更加有效，能够使实际生产中受到的模拟量带来的影响得以消除或减少。

（四）對系统的集中性控制

该系统的设计中包含了具有强大功能的中央PLC系统，以及各种设备元件，中央PLC系统能够对该系统中的各种设备的程序进行调用，事实上，通过对系统的集中控制能够降低其成本的投入，使其能够拥有更高的运行效率，但是，随着其带来的优势，也伴随着部分问题的出现，如果对某个控制对象进行改变，就会中断PLC系统的控制，使其他控制对象无法正常工作，不仅会造成工业生产的中断，还会对其科学性造成一定的影响，对其生产效率造成影响。

（五）分散性系统控制

在此类系统中，需要对所控制的各个对象进行一系列的处理，并且需要采用符合要求的方式对机械进行控制，需要对生产线进行控制，以此来使一台PLC系统能够实现对各种PLC控制对象的控制，并且，能够使其他控制器保持正常的运行，能够为系统的正常运行提供帮助。

（六）运动控制

在进行控制的过程中，能够控制运动模块实现对圆周和直线运动的控制，例如，将其应用于步进电机驱动中，能够使PLC系统直接控制直线运动。

四、PLC技术带来的优势

（一）操作更加简便

在对机械电气桩进行控制的过程中，对PLC技术的应用，能够使发出的操作指令更加简单、直观，工作人员在操作前，无需耗费较大的精力对其进行理解，能够使工作人员的工作难度得以降低，并且，还能够减轻工作人员的负担，使操作过程能够由繁琐向简化转变，实现工作效率的提升。

（二）多样化的操作功能

在对PLC技术进行应用的过程中，能够按照流程对工作进行开展。PLC在电气控制装置中的设计，主要包含两个部分，第一是控制顺序，第二就是采集数据，在进行自动化的控制过程中，这两个部分都能够带来明显的优势。首先，能够对各种内容的数据信息进行采集，除了文字信息外，还能够对图像、曲线等信息进行采集，在对信息进行有效的获取后，能够通过对PLC技术的应用，分析和整理所获取到的数据信息，结合操作的过程中所提出的要求，对运行信号进行转变，控制者在获取到这些运行信号后，能够对电气设备的运行状况进行远程控制。此外，在实际对其进行应用时，一旦有哪一个环节出现了问题，自动系统就会停止运行，并对发送相关信号，中断生产过程，并由警报系统发出报警信息。

五、案例分析

以汽车行业为例，在利用电子系统对汽车进行控制的过程中，对计算机技术的应用，能够有效分析传感器所收集到的各种数据，以此来实现对汽车部件的控制。汽车电子控制系统包含了传感器、电子控制器以及执行器。目前，汽车之所以如此受欢迎，最大的亮点就是电子汽车控制系统。除此之外，儿童安全座椅、自动挡、自动倒库等先进的应用，在汽车电子控制系统中能够得到充分的发挥。

电子控制系统能够根据需求对来自传感器的各种信号进行运算处理，并且能够将处理完的信号传递给输出回路，由输出回路将这些信号转变为控制信号，控制执行器工作。在使用汽车的过程中，汽车电子控制系统能够导通点火线圈中的初级回路，当点火初级线圈中有电流通过时，点火线圈能够以磁场的形式储存点火能量。汽车电子控制系统切断初级线圈中的电流时，将会有较高的感应电动势出现于其次级线圈中，并输送至工作气缸的火花塞，此时，所储存的点火能量会被快速释放，并迅速点燃气缸内的混合气，完成打火。当发动机处于运转状态的时候，发动机内的传感器能够将信号发送给汽车电子控制系统，并对发动机目前的运行状况以及工作环境进行判断，然后利用ROM对所需的控制参数进行查询，最后，汽车电子控制系统完成对这些数据的计算以及修正后，将控制信号发动给发动机，对其运作进行控制。

六、结语

PLC技术的应用能够带来较高的价值，在机械和电气控制装置中对其的应用，能够从整体上对传统电气控制装置存在的自动化水平不足的情况，进行有效的改善，并且能够通过对自身的检查发出警报，使机械和电气控制装置能够更加安全。采用这种技术，能够极大地影响机械和电气控制领域的生产，使行业经济效益能够得到有效的提升。

参考文献：

[1]林长青.PLC技术在机械电气控制装置中的运用[J].橡塑技术与装备，2016，26（8）：107-108.

[2]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，2016，12（5）：71-72.