廣東省清遠市技師學(xué)院，廣東清遠，511517

摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)水平迅速發(fā)展，PLC技術(shù)在控制方面得到了迅速發(fā)展。機械電氣控制裝置也得到了廣泛應(yīng)用。機械電氣控制裝置的應(yīng)用大大提升了生產(chǎn)過程自動化控制水平。將PLC控制技術(shù)和機械電氣控制裝置緊密的結(jié)合起來，對以往機械電氣控制裝置自動化水平低的狀況進行了全新改革，大大提高了設(shè)備生產(chǎn)效率。在這些狀況的基礎(chǔ)上，本文對機械電氣控制裝置中的PLC技術(shù)的應(yīng)用進行研究，詳細闡述了PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中應(yīng)用的設(shè)計思路，力求給自動化設(shè)計人員在工作中帶來新的啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；機械電氣控制裝置；應(yīng)用

引言

隨著社會迅速發(fā)展，過去機械勞動力的生產(chǎn)模式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展需求。在高負荷以及高強度的工作條件下，過去的生產(chǎn)模式已經(jīng)不能從根本上解決生產(chǎn)關(guān)系以及生產(chǎn)力之間的關(guān)系。從我國經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀分析，在機械化電氣行業(yè)發(fā)展歷程中，PLC技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟。這項新的控制技術(shù)在機械電氣控制裝置的應(yīng)用方面收到了很好的控制效果，有利于提高企業(yè)生產(chǎn)效率以及充分滿足生產(chǎn)需要。PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置發(fā)展過程中起到了非常積極的作用，進一步加快了我國工業(yè)發(fā)展進程。

1機械電氣控制概述

1.1機械電氣控制的研究現(xiàn)狀

隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機在控制技術(shù)方面的應(yīng)用也越來越成熟。在工業(yè)發(fā)展過程中，生產(chǎn)效率得到了非常大的提升，生產(chǎn)成本大大降低。自從進入二十一世紀以后，自動化技術(shù)也面臨了三個巨大的革新，前兩次主要從電子技術(shù)中的模擬信號為主的電子裝置方面進行了改革，第三次改革主要是以現(xiàn)場控制總線技術(shù)的發(fā)展為主要標志，通過將信息技術(shù)和控制技術(shù)緊密結(jié)合在一起，形成了一套控制系統(tǒng)。在這套控制系統(tǒng)不斷完善的過程中，PLC控制技術(shù)得到了迅速發(fā)展。PLC控制技術(shù)起源于二十世紀九十年代，并且首次應(yīng)用在了汽車生產(chǎn)過程中，并得到廣泛應(yīng)用。隨著PLC的處理速度以及運算和控制功能不斷增強，這門新技術(shù)不斷向電氣儀表控制方面發(fā)展。到目前為止，以PLC技術(shù)為基礎(chǔ)的控制回路被廣泛的應(yīng)用在了企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)以及大批量生產(chǎn)過程當(dāng)中。除此之外，PLC控制系統(tǒng)也在不斷進行擴展，并廣泛的應(yīng)用在生產(chǎn)實際當(dāng)中。

1.2發(fā)展趨勢

PLC技術(shù)在控制系統(tǒng)控制過程中有著非常廣泛的應(yīng)用。PLC是新興的控制系統(tǒng)。PLC技術(shù)不僅打破了特殊的通信網(wǎng)絡(luò)的限制條件，除此之外，還將其調(diào)整成為行星全分布式的結(jié)果。PLC將控制功能全部安排到了現(xiàn)場中去。所以，能夠說PLC控制系統(tǒng)今后的發(fā)展方向主要集中在開放式、分散式以及數(shù)字化作為顯著特征。同時，PLC還將以數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，更好的協(xié)調(diào)好生產(chǎn)現(xiàn)場。

2 PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中的應(yīng)用類型

PLC技術(shù)的應(yīng)用常見的類型主要分為兩種，這兩種分別為DCS系統(tǒng)以及FCS系統(tǒng)。它們各有優(yōu)點和缺點，分別使用于不同要求的機械電氣控制系統(tǒng)當(dāng)中。下面我們分別對這兩個系統(tǒng)進行介紹。

2.1 FCS系統(tǒng)

FCS系統(tǒng)指的是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，是目前最先進的控制系統(tǒng)。這個系統(tǒng)主要應(yīng)用在危險區(qū)域的劃分、環(huán)境比較困難的地方。FCS系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化、智能化控制，并且能夠?qū)x表實行控制，完全能夠?qū)⒁酝哪M單功能儀器取代?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)信息互相以及共享功能，能夠?qū)C械設(shè)備實行遠程監(jiān)控以及操作控制。同時，它還廣泛應(yīng)用于機械設(shè)備自動化控制、樓宇自動化控制以及工業(yè)自動化控制當(dāng)中。

2.2 DCS系統(tǒng)

DCS系統(tǒng)指的是集散控制系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是以計算機為基礎(chǔ)，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)信息的共享，對控制對象實現(xiàn)遠程監(jiān)控的目的。集散控制系統(tǒng)的基本思路是利用了控制分散、操作以及集中管理的方式，和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)相比對閉環(huán)控制以及處理數(shù)據(jù)的能力更強。集散控制系統(tǒng)主要利用冗余技術(shù)以及自診斷技術(shù)，應(yīng)用在了設(shè)備的制造過程以及生產(chǎn)工藝的控制方面。

3 PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中應(yīng)用的設(shè)計思路

3.1原理圖設(shè)計

機械電氣控制裝置第一個需要做的就是設(shè)計原理圖。我們要想確保機械電氣控制裝置的質(zhì)量以及功能，首要任務(wù)就是做好原理圖的設(shè)計工作。原理圖主要對機械電氣控制設(shè)備的控制電路以及主電路進行設(shè)計，同時還需要設(shè)計人員熟悉掌握對各個環(huán)節(jié)的辨認以及解讀。原理圖設(shè)計第一，需要對機械電氣控制裝置中的各個電氣設(shè)備進行分清，并且在原理圖中仔細的標注出來。其次，原理圖設(shè)計人員需要對機械電氣控制裝置中的分電路以及主線路控制要了解清楚。第三，對機械控制裝置中的有哪些保護功能要分清。第四，在對原理圖進行設(shè)計中，需要緊密和實際相聯(lián)系，對各個環(huán)節(jié)進行逐一查驗，保證設(shè)計準確，進而形成一套完善的機械電氣控制裝置的原理圖。同時，我們在對原理圖進行設(shè)計的過程中需要注意，設(shè)計內(nèi)容要和實際相聯(lián)系，不能僅憑經(jīng)驗分析，由于各個機械電氣控制裝置都各不相同，如果忽視了這個方面，就會有可能造成機械電氣控制裝置出現(xiàn)故障。

3.2將 PLC技術(shù)應(yīng)用到機械電氣控制裝置的設(shè)計中

如何將PLC技術(shù)應(yīng)用到機械電氣控制裝置中是設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于PLC選型方面，不同型號的PLC，性能有所不同。在對機械電氣控制裝置進行設(shè)計的時候，我們需要根據(jù)不同的控制要求，選擇不同PLC型號。目前，隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，在許多行業(yè)都應(yīng)用了PLC技術(shù)，由于機械電氣控制裝置的環(huán)境各不相同，所以在對其進行設(shè)計過程中，需要根據(jù)實際情況選擇PLC的型號。PLC的品牌眾多，例如三菱、歐姆龍、西門子等品牌。對于每一個品牌常見的型號又分許多種，例如三菱品牌的有FX系列，Q系列的PLC等。我們需要根據(jù)機械電氣控制裝置的應(yīng)用環(huán)境選擇合適的PLC品牌以及型號，已達到控制系統(tǒng)更好的控制效果，進一步提高機械電氣控制裝置的穩(wěn)定運行。

3.3 PLC 技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

在PLC控制系統(tǒng)中，一個重要的組成就是通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，機械電氣控制裝置整體銜接是否順暢關(guān)鍵在于通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，只有擁有了通信網(wǎng)絡(luò)，才能實現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制以及管理。PLC技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中主要包含兩部分，這兩部分為通信網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)。在通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計過程中，主從線和各個級別的子網(wǎng)配置都不同，主從總線通信方式按照1：N的比例進行配置，各個級別的子網(wǎng)配置采用3-4級。只有設(shè)計出合理的通信網(wǎng)絡(luò)才能實現(xiàn)機械電氣控制裝置人機界面的監(jiān)控，完成一套合理的控制和管理系統(tǒng)。

3.4 接地設(shè)計

PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中的設(shè)計最后一個設(shè)計內(nèi)容就是接地設(shè)計。雖然這是最后一個設(shè)計步驟，但是，它直接影響著整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，所以，在對接地設(shè)計過程中，我們需要嚴格按照有關(guān)規(guī)定來進行設(shè)計。在對接地進行設(shè)計時，許多設(shè)計人員往往忽視這個環(huán)節(jié)，以致造成隨意接地，這種情況不僅起不到接地的目的，還嚴重影響了機械電氣控制裝置的穩(wěn)定性能。在對接地進行設(shè)計中，首先，我們要確保機械電氣控制裝置中的接地設(shè)計要按照國家有關(guān)規(guī)定進行；其次，機械電氣控制裝置的接地設(shè)計需要按照工程項目的大小以及特點等進行科學(xué)的設(shè)計；再次，機械電氣控制裝置的接地設(shè)計需要綜合考慮節(jié)約能源，節(jié)約成本等。從多個因素進行綜合考慮，科學(xué)、合理的進行接地設(shè)計，以達到進一步確保PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中的應(yīng)用。

4 PLC技術(shù)在機械電氣控制裝置中應(yīng)用案例

4.1 在空氣壓縮機中的應(yīng)用

在煤礦的生產(chǎn)過程中，空氣壓縮機主要是利用單片機以及工控機的方式來實現(xiàn)其功能的，但是，這種方式的控制結(jié)果卻不理想。在工作過程中，這種控制方式干擾大，同時監(jiān)測結(jié)果不準，直接對生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響。不僅如此，以往通過單片機等方法對空壓機實行控制，存在許多安全隱患，安全事故容易發(fā)生。當(dāng)前，在空氣壓縮機控制方面應(yīng)用了PLC技術(shù)，將自動化控制和計算機控制緊密結(jié)合在一起，對空氣壓縮機產(chǎn)生了高效、穩(wěn)定的控制效果。計算機系統(tǒng)能夠?qū)⒖諝鈮嚎s機的設(shè)備信息以及傳感器數(shù)據(jù)收集到一起，將收集到的數(shù)據(jù)傳到PLC中進行處理，獲取的信息能夠?qū)崟r的反映生產(chǎn)狀況，按照生產(chǎn)要求，設(shè)備進行相應(yīng)調(diào)整，讓空氣壓縮機按照一定要求穩(wěn)定工作。

4.2 生產(chǎn)變量控制方面的應(yīng)用

生產(chǎn)變量方面的控制實質(zhì)上就是對生產(chǎn)中的模擬量的控制。因為在生產(chǎn)中存在許多變量，但是人們很難有一種可行的方法對其進行預(yù)測，若對這些變量不能進行控制，那么就會對生產(chǎn)帶來非常大的影響，因此，將PLC技術(shù)應(yīng)用到了機械電氣控制裝置系統(tǒng)中，對存在的變量進行適當(dāng)控制。除此之外，還可以利用數(shù)字量和模擬量之間的轉(zhuǎn)換讓PLC控制器對這些變量進行有效的控制。

5結(jié)語

我們經(jīng)過上面分析，PLC技術(shù)應(yīng)用到機械電氣控制當(dāng)中來，進一步帶動了我國機械設(shè)備不斷走向電氣化的發(fā)展進程，大大提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率以及穩(wěn)定性，同時還避免了由于錯誤操作給機械生產(chǎn)帶來的經(jīng)濟損失。PLC技術(shù)在各行各業(yè)中都得到了廣泛應(yīng)用，在對PLC控制設(shè)備進行使用過程中，技術(shù)人員需要對系統(tǒng)的實際以及應(yīng)用工作進行詳細了解，力求進一步提高機械電氣控制裝置的精確性和穩(wěn)定性，不斷提高生產(chǎn)工作效率。

參考文獻：

[1]王巖.淺談PLC控制技術(shù)的特點和發(fā)展方向[J].蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2011（01）.

作者簡介：

林昌瑜/男/1978年生/廣東英德人/ 本科/教師/研究方向為電子電工