PLC技术在机械电气控制装置中的应用分析

罗 恒

（常州市金坛自来水有限公司，江苏常州 213200）

机械制造业是国民经济建设和发展中的支柱性产业，对提升技术装备，加快国家工业化建设发展具有积极意义。随着科学技术的发展，工业生产逐渐朝着智能化制造方向转型，对机械设备的智能化操作提出更高要求。PLC 技术凭借其自身易编程、稳定可靠、组态灵活、快速运行、方便安装等特征广泛融入工业生产领域当中。

1 PLC技术分析

PLC 技术也可以被称作是可编程控制器，主要应用CPU、存储器相关外部设备，融合电源设计进行实现。整个PLC 技术中的核心部分是CPU 设计，其和人类中枢神经类似，借助CPU 能够有效扫描现场输入装置，针对编程器内相关用户数据、信息、用户程序等进行全面采集、存储，科学判断电源运行模式和运行状态，同时综合检测PLC 系统内部运行状态，检测各种语法、命令执行状况。存储器系统设备综合设计中，可以利用各种子模块程序、系统功能程序开展各项数据信息存储工作，相关系统用户无法直接提取相关数据信号，为此需要借助编程器合理提取各项数据信息。PLC 技术有效融入计算机和自动化技术，可借助信息存储控制实现预期的机械生产控制目标。

2 PLC技术控制类型分析

2.1 DCS系统

DCS 系统也被叫作分散控制系统，即借助微处理器实现分散控制和集中显示，是一种新型仪表控制系统，拥有良好综合协调、治理能力。DCS 系统能够借助全新模式实施机械电气设备控制，注重计算机和信息技术应用，能够针对监测站和现场进行全面监控。机械电气控制系统中合理应用DCS 系统，可以针对各种分散化电气控制设备实施集中控制，有效分离设备装置运行中的潜在风险隐患，提升整个系统设备运行稳定性和安全性。DCS 系统能够进一步优化机械电气控制系统的稳定性和安全性，使其保持某种稳定运行状态。

2.2 FCS系统

FCS 系统也称作现场总线控制系统，即综合利用各种先进信息技术合理构建全面覆盖通信网络，针对相关机械电气设备实施综合控制。在机械电气相关控制系统设备内，促进整体运行网络环境全面优化。该系统在实际运行中同时具备双向传播功能，可以在新型数字通信系统内合理储存各种电气控制系统的运行信息，优化机械电气控制系统整体生产效能。在机械电气相关控制系统内合理应用FCS 系统，能够助力系统设备实现智能化转型，提升系统整体服务水平，促进机械电气系统实现自动化控制，优化系统设备运行效果。结合FCS 系统，还可以有效突破传统固定控制技术限制，实现多元化控制目标，提升工业生产综合效能。

3 PLC技术在机械电气控制中的有效应用

3.1 PLC技术在机械控制设备中的有效应用

机械设备控制是机械化生产中的重要内容。在具体实践操作中，想要顺利实现自动化机械生产控制，需要合理应用相关控制设备。传统模式下的电气控制主要是以一对一配电开关为主，整体管理过程较为复杂繁琐，同时容易被各种因素所影响，留下各种安全隐患。而应用PLC 技术，能够有效降低设备故障几率，提升机械电气设备的自动化操作水平，提升整个生产过程安全性，优化生产效率。机械电气设备的自动化生产中应用PLC 技术能够针对各种故障问题开展自动诊断、分析，加强计算机系统性能诊断，控制传感器操作。通过PLC 技术控制平台准确显示出设备运行状况，改善机械电气设备整体控制安全性、稳定性、可靠性。

工业生产中普遍会应用数控机床这一大型设备，其集电子系统、液压系统、电气系统于一体，其中任意环节出现问题，都会影响机床稳定运行。传统模式下的数控机床整体操作系统结构相对复杂，普遍需要人工辅助。信息传递不及时，经常产生信息延时现象，产生加工误差，降低零件加工精度。在数控机床控制设备内合理应用PLC 技术，可以有效转化传统模式下以接触器、继电器为核心的控制模式，控制电气设备运行故障，支持整个机床设备实现智能化和自动化控制。电机设备操作中，如果出现较大的电压和谐波变化，能够利用自动化技术开展精准识别，科学定位故障范围，控制故障影响范围延伸、扩展。借助PLC技术相关传输元件，能够对数控机床不同电路运行信息进行合理采集，随后将相关信息数据传输传递至存储系统内，处理好数据存储后传输至中央处理器内，进一步实施数据编程，发布操作命令，指导系统内执行元件有序实施中央处理器所发布各项任务，随后通过输出元件及时输送最终结果，实现控制器优化控制。

3.2 PLC技术在集中控制系统中的有效应用

在编程控制系统内融入PLC 技术，能够针对相关系统设备实施总控操作，提升设备总控系统综合利用率。机械电气相关控制装置实际运行中，集中控制作为其中的重要组成内容，通过合理应用PLC 技术，可以激发集中控制系统价值功能。实践操作中，为支持集中控制系统稳定运行，普遍会在控制系统内设置总控模块，应用PLC技术控制总控模块整个运行过程，确保集中控制系统在相关生产设备控制中发挥出应有价值，突出PLC 技术的作用。

3.3 PLC技术在分散控制系统中的有效应用

（1）分散式控制系统具有较强的抗干扰性和运行稳定性，同时分散控制系统能够在系统设备故障前及时做出断电处理，避免设备故障进一步恶化、蔓延。分散控制措施能够针对相关机械设备开展即时控制，为设备检修创造有利条件。传统控制模式下，分散控制的应用范围较为狭窄，应用PLC 技术能够帮助分散控制系统解决相关问题，促进系统中设备的顺畅连接，支持多种机械设备稳定衔接，提升整个生产过程的有序性和稳定性。实际应用分散控制系统中合理设置上级控制系统。整个分散控制系统内，需要构建上级控制系统，优化各个分散子系统操作控制。PLC 技术拥有较强计算能力和广泛覆盖范围，在分散式系统内合理应用PLC 技术能够充分满足现代化工艺生产要求。

（2）机械设备在港口装、卸货等环节具有重要作用，集装箱门式起重机设备属于专业化的大型集装箱专门机械设备。门式起重机相关控制系统属于设备核心，能够对起重机的提升、降低过程进行有效控制。传统模式下起重机相关控制系统需要辅助人员控制起重设备的升降部位和升降速度，假如操作者控制不当或运行速度过快，容易使货物吊运环节产生掉落、摇晃等现象，造成严重安全事故。

在起重机相关变频控制设备系统内合理应用PLC技术，能够促进相关起重机设备实现自动化操控，提升设备装载效率和运行速度。PLC 变频控制设备涵盖可编程控制设备、变频器、同轴编码器、交流电机等设备组成闭环系统。

可编程控制设备对起重机设备各项运行信息进行全面采集，按照电机运行具体要求，对电机以及变频器整体运行速度进行合理控制。其中交流电机主要负责电源供应，调节转换起重机对应直流电，并将其变成交流电。变频器设备主要负责对电动机运行电压和供电频率进行合理调节，控制电压，使其维持稳定状态，避免出现电压异常现象。

编码器能够针对变频器操作速度进行合理调节测试，将最终测试结果发送至逻辑控制系统内。MCGS组态软件具备一定人机交互能力，相关操作者能够通过控制平台对起重机整体起吊状况进行实时查询，联系现场状况对设备运行参数进行合理调节，支持起吊装置按照既定轨迹路线操作。为改善门式起重设备于吊装作业中和集装箱产生彼此碰撞问题，可以通过在控制系统内设置纠偏系统以防碰撞设备，预防起重设备和集装箱在吊装施工中产生碰撞。

3.4 PLC技术在生产参数控制中的有效应用

工业生产中，需要合理控制产品参数，为此需要进一步优化调整相关生产参数。传统控制模式下，整个生产参数调节、修改流程较为繁琐，从而影响了生产效益。借助PLC 技术可以优化相关生产参数控制。实际生产中容易受到不同因素影响，产生各种变量参数，无法顺利形成控制信号，从而降低产品生产质量。利用PLC 技术可以在实际生产中形成相应的模拟信号、数字信号，支持不同信号转化，如此能够提升自动化控制系统抗干扰能力，优化控制系统整体抗干扰能力，减少信号失真问题，保障工业生产质量。

3.5 PLC技术在开关逻辑中的有效应用

机械电气控制需要保证数个开关同时动作，为此需要进一步提高机械电气控制要求，为设备运行提供有效动力支持。在机械电气控制系统内合理应用PLC技术，针对整个系统设备开关实施有效的逻辑控制，科学应用设备工序，在继电保护系统中融入PLC技术，促进继电保护装置实现高效、自动操作。PLC 技术能够借助芯片控制技术，直接替换继电保护设备，优化设备功能。为此，可以应用PLC 技术针对相关设备实施逻辑管理，支持机械电气设备实现多功能操作。

矿山机电设备在整个采矿生产和运输中发挥着重要作用。带式传输装置整体结构组成简单、传输距离较远，具有较强运输能力和连续性，为此在采矿运输环节得到了有效应用。在带式传输系统内合理应用PLC 技术，能够进一步优化带式传输设备操作效率，减轻设备运行能耗，缩减生产成本。PLC 技术属于可编程逻辑控制设备，能够联系带式传输装置整体操作负荷，对运输装置速度进行自动调节。假如运输系统负载量较小，控制系统能够对运输装置前行速度进行自动调节，改善运输设备高速运行问题。

假如运输系统整体负载规模较大，控制系统能够通过自动调节提升运输装置前行速度，满足系统运行要求。假如呈现为空载运输状态，控制系统可以直接操控系统，降低带式装置运输速度，实现预期节能目标。

PLC 技术借助专门监控、传感设备能够对上料系统相关信息数据进行及时采集分析，对比分析数据库和设备运行信息，随后将设备信号顺利传递至变频器设备，变频器能够联系皮带装置整体运行状况对电机设备转速进行合理调节，促进控制系统联系物料系统运输负重，灵活调节电机转速。PLC 相关控制系统同时拥有人机交互平台，管理操作者借助液晶显示屏能够实时查看、分析带式运输设备实际操作状况，自动形成运行信息报表。一旦发现运行异常，立刻发出报警信号，保障生产安全性。

3.6 PLC技术在安全监控中的有效应用

机械电气设备控制中融入PLC 技术，能够针对设备进行远程监控，支持系统设备的自动化运行，帮助了解和掌握详细、全面的数据信息，相关生产信息在顺利传送至控制系统后，利用总控系统能够针对相关信息数据实施综合处理分析。借助设备监控，针对机械电气控制设备实施统一调度、管理，通过监控系统能够实时观察设备运行画面，掌握生产进展。针对相关生产信息数据实施智能化处理，确保机械电气设备维持良好运行状态。

（1）在传输系统中应用PLC 技术，能够针对相关设备实施智能控制，提升整个运输活动安全性。将PLC 技术融入安全监测系统内，一旦出现各种安全威胁和突发性状况，方便第一时间发现问题根源，准确定位故障位置，为检修人员提供有效参考信息。

（2）机械电气设备中渗透PLC 技术，形成PLC控制系统，能够细致检查各个设备运行状态，呈现出清晰运行信息数据，顺利传递到各个操作人员手中，帮助操作者准确判断相关反馈信息，快速、及时排查相关故障信息，迅速发出预警信号，方便管理者快速深入现场，实施设备排查、维修。

3.7 PLC技术在其他领域中的有效应用

机械电气设备控制系统中，PLC 技术的融入，可以支持相关设备系统的自动化建设和发展。比如，在空气压缩设备中应用PLC 技术，能够改善空气压缩机稳定性差、应用控制不足等问题，提升PLC 技术水平。

（1）在接地设计和通信网络中应用PLC 技术，能够促进各个处理环节的顺畅衔接，针对设备系统整个模块实施统一管理，优化设备运行效率。PLC 技术在接地设计领域的有效应用，能够进一步优化系统整体抗干扰性能，提高设备操作安全性，联系实际状况对接地路线进行科学设计，预防接地设置不当而影响设备正常应用。

（2）在自来水厂相关处理控制设备中应用PLC技术，能够对管道运输压力进行合理调节，维持在规定范围内，实现节电目标。在水厂变频器供水设备系统中融合PLC 技术，可以联系电机实际运行要求，对电机、变频器转速进行合理调节控制。

4 结束语

综上所述，PLC 技术在实际应用中具备运行高效、稳定可靠以及可拓展性等优势特征。PLC 技术相关功能逐渐从单一控制模式朝着制造系统控制、监控方向发展，广泛应用于工业生产领域，得到良好的应用效果。在机械电气设备控制系统中合理应用PLC 技术，能够进一步优化电气控制设备灵敏度、操作可靠性和安全性，减少设备运行故障几率，实现节能减排目标。