机械电气控制装置中PLC技术的应用

机械电气控制装置中PLC技术的应用

周辉

上海交通大学200120

摘要：随着社会的前进和社会经济的发展，由于工业化水平愈来愈高，在生产中，已开始大量使用电子计算机控制，这就逐步出现了工业生产管理电子计算机，并极大限度地提高了它的技术水平、质量及其应用。文章简单介绍了机械电气控制设备和PLC技术的运用，期望能够给出一些有实用价值的借鉴建议。

关键词：机械电气控制装置；PLC技术；应用

随着时间的进展，智能化技术也获得了较快的进展，一般可区分为三个阶段的飞跃，前面两个重点就是现代微电子技术为基本的以仿真信息为首的电子设备设备和智能化仪器盘，和以现代计算机高速度运算为首的大规模控制器等，而现场总线信息技术的进展则是智能化技术的第三个飞跃，这种控制系统有效地融入了现代电子计算机、数据通信和控制。

一、机电控制装置中的PLC技术应用原理

（一）采样输入

将PLC技术运用于机电控制设备中，一个最基本的环节便是采样输入，在此过程中，工作人员可利用扫描仪对PLC技术进行扫描，以实现采集数据的目的，进而对所采集到的数据加以整理，并将其存放于机电控制设备内。同时，这种通过扫描、处理和贮存的数据，也并没有在机电控制设备的后续应用过程中发生变化或损失，这也达到了对所收集到的数据的良好保存[1]。

（二）操作过程

在PLC技术的实际使用流程中，所有操作环节都必须要在进行了信号收集以后完成。在此流程中，主要利用PLC技术全方位地扫描所收集到的信号，然后再通过梯形图对这些信号进行复.合算和筛选法，以筛选出合乎逻辑的信息，并将之送入计算机系统田。在此处理过程中，要达到PLC技术系统的高效管理，并保证其后续控制指令的准确发送，必须把收集到的各种信号数据均保留到最初状态，并保证采样信号的输入与之前的状态-致，保证系统整体的稳定性。

（三）输出阶段

当实现了信号采集系统的控制后，便能够通过PLC方式完成最后的控制，从而达到对机电控制设备的有效管理。在此过程中，必须对具体的控制数据加以合理控制，使之在整个控制系统上得以有效控制，从而保证了控制过程的正确性和合理性[2]。

二、控制技术类型

经过研究表明，目前在电子产品的制造中使用PLC的，主要有二种类型，分别为集散控制器和现场总线控制器。具体来说，还有以下相关的信息:

一是集散式控制系统，DCS:DCS控制系统重点是控制的风险分散、集中管理和显示集中。它把计算机、控制部门和通信技术线等给综合了起来，并利用几个特定网络，有效联系生产部门，如现场控制点、监测站等，由此就建立了综合管理系统，使得分散控制集中运行管理目的得以高效完成。而DCS控制系统大致上可包括为三部分，它们是控制部门、显示部分和通信总线，在其中，通信总线能够有效联系控制部门和显示部分，这样整个控制系统就能够构成了一个完整的整体。在整个总体设计过程中，把风险分散和信息集中的原则给贯彻了下去。现代的DCS管理系统重点是高度集中于信息管理，同时优化了使用者对产品整个过程的管理调度[3]。

二是现场总线式系统FCS:FCS系统一般是联接了智能控制现场装备与自动控制系统中的各类构件，并能够对双边、多节点和总线方式之间的全数字通讯实现功能。它可以包含多个部分，如最底层的控制器网络、各个控制器节点、以及现场操作环境等。于是这样，一种完整的分布式控制结构就产生了，如今已经广泛被应用于工程与自动化领域内。

三是分类确定:必须从多种方面来分析对比采用PLC工艺为基础的控制器，其中最根本的便是对比控制器种类。在DCS平台上，逐步演变出来的FCS，其代表着现代自动化技术的主要方向，尽管成熟度还没有DCS好，不过也具有其他的许多优点，如不需要较多的技术、具有较为简单的系统设计和分散的管理能力等，另外，互操作性也是其所拥有的，所以DCS必定会被FCS所取代[4]。

三、电气控制装置的设计

一是设计原理图:由于具有许多差异出现在电路类型和规模等领域，所以在设计原理图方面就存在着很大的区别;在产品设计初期，就必须先对它们做好识别和理解工作了。首先，要对电网中的电力装置有清晰的了解，包括电动机、电气设备等。把主要回路的主控电器和保护电器等都认清了。并必须根据具体的要求，来分析电源。因此在研究原理图时，就必须把分析控制电路、分析主要回路和分析电路等，当作研究的中心。而且在分析的步骤中，还必须进一步的分析。

二是PLC控制系统应用及研究:本章以某袋装物料分包机为例，研究了怎样实现采用PLC技术的系统设计，这主要涉及拦专用机器、导料摆板、气动控制系统和电气控制系统等领域，其特点都是一样的，将几组光伏发电传感器安装在分料皮带上，对进包状态加以判断。同时PLC系统也能够根据时间来换算进包的长度。通过控制，就能够使得整个操作平台的所有开关操作都能够完成，并且还能够对下一次的进包次数做出选择;而一旦出现堵塞情况的发生，就能够进行手动中断，或者进行自我保护操作。这样，系统就能够控制的I/零点数均为四十位，而输入输出则分别为二十四位和十六点。

三是通讯网络工程设计:在整个控制系统产品设计流程中，PLC通讯网络也是十分关键的一个方面，它可以大致分为二类，分别为通讯网络和测控网络，对控任务共同完成。在设置各级子网的流程中，可把三级构成和四层结构给运用了过来，把一般协议也设置到高层子网中;将公司的专用协议设置在下层和中子网中，同时把主从总线一比N的通讯方案给运用了过来。在选用通讯系统的步骤中，重点是使用PLCRS422总线接口的上位联接操作系统，最后一步再对通讯程序设计和人机界面监控程序设计做出了考虑。

四是接地设计:虽然采用了接地设计，就能够使得抗干扰的能力和安全系数都有所增强，可是电路与系统之间的任何连接，反而会对工作的稳定性产生负面影响，所以，就必须根据具体工程状况，作出更合理的思考。经过研究后表明，由于本系统为集中分散式的，并且通过短接了控制电路板OA和OD，所以能够高效阻抗系统，并且设备也没有在过大程度上受震动的影响危害。

结束语：

通过前面的介绍与分析我们能够了解，随着时间的前进和科技的进展，PLC技术获得了快速发展和应用;本篇还以某分包机系统为例，剖析了PLC方法的应用;实际研究证明，具有相当优秀的机械安全稳定性能，在极大程度上提高了效率，从而使得人力和物质资源获得了极大程度的节省。因此有关的机械工程设计技术人员要通过进一步的努力，提高自己专业技能，并总结工程设计经验，设计出质量良好的机械电气控制设备。

参考文献：

[1] 孟祥静. PLC控制系统在电气自动化设备中的应用探讨[J]. 工程学研究与实用，2022，3(17).

[2]徐炳祥. PLC技术在机械电气控制装置中的应用探究[J]. 中国设备工程，2022(23):89-91.

[3] 严惠. 电芯模组激光焊接装配线中原料包装箱智能识别上料龙门装置[J]. 包装工程，2022，43(19):262-267.

[4] 段海峰，廖志青. 电机壳冲压件自动取件与搬运系统研发与应用[J]. 自动化与仪表，2022，37(9):73-76，103.