PLC自动化技术在机械电气控制中的应用

刘庆梅

摘 要：随着科技的不断发展与进步，我国在机电领域的发展取得了令人瞩目的成就。其中机械电气系统装置的发展离不开机械结构的设计与对控制理论的研究，机械结构是系统装置的骨架，控制理论中相关算法的优劣直接影响电气控制能力水平。机电系统装置是计算机技术与自动化技术相结合，并运用机械原理知识的多学科理论交叉的实际应用产物。

关键词：PLC自动化技术;机械电气控制;应用分析

引言：随着社会经济发展，传统的机械生产模式难以满足当前生产发展的需要，在这样的背景下，各种类型的电气控制装置系统被研发出来， 并投入机械电气的实际生产中，为推动机械电气行业的发展做出了重要贡献，特别是PLC技术，以其独特的优势被广泛应用于各类型的控制系统中。

1 PLC 自动化技术相关内容概述

应用PLC技术不仅能充分发挥其数据信息的功能及作用，更能立足于使用方的需求进行后期编程处理，甚至可直接利用各种程序完成相对复杂的运算任务。同时，接口应用PLC技术能满足输入流程模块与输出流程模块间搭建稳定链接关系的要求，大幅度提升机电设备管理的有效性[1]。在PLC技术发展初期，其作用与继电器一致，往往被视为继电器管理平台的替代，直至PLC技术得到研究深入后，其技术优势及使用功能日趋丰富与完善，被广泛应用于机电设备控制领域之中，能改进机电控制设备运行流程的不足。由此可见，结合机械电气控制的特点，合理科学地应用PLC自动化技术非常关键。

2 PLC 技术在机械电气自控制原理

PLC由可实现代码编程进行逻辑运算的存储器以及输入输出接口组成，采用扫描和中断的工作方式，在计算机中进行编程操作，将写好的代码烧录到PLC存储器中。PLC在控制过程中主要应用输入模块和输出模块， 输入模块用来连接PLC的输入信号，接口是模块输入端。输出模块用来连接PLC直接控制的电子元器件，接口是模块的输出端。这是PLC硬件层面的结构原理[2]，PLC硬件由电源、微处理器CPU（包括可读存储器与可写存储器两种组件）、输入模块硬件装置、输出模块硬件装置组成。软件层面就是用户自己去编写程序进而实现自身需求的功能。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

3 PLC 技术在机械电气控制中的具体应用

3.1 在煤炭电气自动化控制中的应用

就煤炭工程中的机械电气自动化设备应用来看，其中的矿井运输系统中就对PLC技术进行了应用，这一运输系统自身的分布点线比较广泛，借助PLC技术装载机械充当施工生产现场的主力控制元件，能够实现多个PLC 系统的连接，构建一个完整的数据传输系统网络，对于有相应的系统规模和部分进行自动控制，还能够实施对系统内部相关部分和设备的动态监测管理。借助PLC技术应用，还能够针对相应的生产工艺流程对相关系统控制器的逻辑程序进行适当调整，针对监控系统中的相关项目数据参数进行转换，进而实现针对矿井管理信息系统的有效控制目标。这样在系统运作的过程中，只要有故障问题出现，PLC技术就能够通过设定相应的操作权限对各个控制站的子系统操作员进行转移和控制操作[3]。

3.2 故障排查功能

即便机械电气设备的维修及保养水平日趋成熟，但是部分企业对于机械电气设备维护的重视程度远远不够，再者多数机械电气设备长时间处于高负荷运转作业状态，极易出现设备运行障碍。一旦出现生产方面的故障则可能造成生产停滞的局面，從而影响企业的经济效益。灵活运用自动化技术手段，则能够显著提高设备设施的故障处理效率。此外，应用PLC技术时，可以通过设定参数及设计程序的方法，及时检测其运行状态，充分发挥其排除故障的作用，大幅度提高生产的安全性及可靠性，保证故障处理效果。

3.3 PLC技术应用于电子实用装置

生产厂商通常将他们设计成体积小、重量轻、功耗低的装置，这样将方便将PLC电子装置安装在各种不同的机械电子装置上，目的是为了方便用户操作使用。以上做法对于实现工业机电一体化十分有利。PLC技术在机械电气控制系统中的广泛使用，使这些安装有PLC电子装置的机械电气控制系统具有包括与或非逻辑门的运算处理等众多实用功能。此外，高速计算机的产生与发展推动了PLC技术的硬件升级，使CPU的存储器容量更大，运算能力更快，稳定性更强。机电控制系统采用了许多的集成控制电路技术，这种技术生产不需要耗费大量资源与成本，并且内部电路的基本性能十分优越，稳定性和鲁棒性都十分强大，具备极强的抗干扰能力，这种抗干扰能力主要体现在，如果输入信号中存在外界干扰信号，这种外界干扰信号主要是由机械振动产生的噪声信号，那么该系统的波形经过短暂变动后很快就会恢复到之前的稳定规律的波形，不会长时间影响输出信号导致系统崩溃。另外，如果系统出现问题，计算机不仅会第一时间发出警报，还可以自动检测出问题所在，检测的方式就是通过不同硬件的输入和输出信号的波形图来检测。

3.4 内燃机车的运行

在内燃机运行的过程中，各种指数也会出现一定的变化，这些数据指标的变化在一定的范围内是安全的，同样，如果在运行的过程中，各种指标数据出现异常，就会给内燃机车的运行带来巨大的安全隐患，所以通过PLC技术对于内燃机车的运行中的各种参数进行及时收集，帮助操作员对机械整体的运行情况有清晰的了解。在利用PLC技术对于内燃机进行控制的过程中，内燃机车的柴油机械能通过液力传动箱中的涡轮输出功率，在机车运行的过程中，通过把液力传动箱的油路的改变来改变机车的运行状态，比如前进还是倒退，在内燃机车的运行中，油路的控制工具是滑阀， 滑阀的动作是由气压驱动，所以在控制器上的电控阀门就是控制机车运行的最主要的工具，所以在运用PLC技术对于内燃机车进行控制的过程中， 必须要保证信号源的接电，司机控制台接电，同时油压与水温等等都不能超过相关的标准，这样才能保证机车的平稳安全的运行。

3.5 基础控制系统

基础控制系统是机械电气装置的基础性组成部分，而应用PLC自动化技术必须以基础控制为切入点，全方位分析机械电气装置的运行流程及控制方式，再结合基础控制系统，兼顾其所需承担的工作任务，进行PLC技术设计，形成切实可行的设计方案后，根据设备间差异性，满足自动化控制不同设备基础系统的要求。同时，设备类型不同，其运行状况及基础控制系统的运行方式也不尽相同。因此，运用PLC技术时，相关技术人员必须提前掌握不同电气设备及运行模式等基础信息，尽量在方案设计前期全方位了解及掌握设备的数量及运作背景，并且在明确基本信息后开展图纸设计。

结束语：综上所述，PLC技术的使用对于机械电气的使用有着十分重要的作用，本文的研究基于内燃机的案例进行分析，通过分析PLC技术在内燃机车的数据收集，机车运行以及运行优化，紧急制动等等方面进行研究，找到PLC技术在机械电气中使用的要点，随着我国科学技术的不断发展，还应该不断的尝试利用PLC技术到各个行业之中，通过针对性的利用各种全新的技术到生产之中，实现生产效率的提升，为我国的智能生产做出更多的有益的尝试。

参考文献：

[1] 甄帅，王小东.自动化技术在机械设备控制中的应用分析[J].内燃机与配件，2019，（17）：222-223.

[2] 王燕，高刚毅.浅谈PLC技术在机械电气控制装置中的应用[J].南方农机， 2018，49（21）：184-185.

[3] 钱海军，姜苏苏.PLC技术在机械电气控制装置中的应用[J].电子世界，2018， （18）：187+189.

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