PLC在机械电气控制装置中的应用探讨

PLC在机械电气控制装置中的应用探讨

张帆

身份证号：131182199006030616

摘要：随着时代的发展，我国科学技术不断进步，推动了工业机械发展进入自动化、智能化、数字化时代，机械电气控制装置的性能以及运行稳定性也得到了进一步提升。PLC作为重要的计算机控制技术，其在机械电气控制装置中的充分应用能够有效强化机械设备运行管理以及系统功能服务的多样性、全面性。

关键词：PLC技术；机械电气；控制装置；应用探讨

引言

电气系统和电气控制装置的智能化、自动化已成为电气行业未来发展的重要方向。在电气系统中应用PLC等技术，可以实现系统整体的智能化。与传统的电气系统和电气控制装置相比，以PLC技术为基础的控制装置在结构和形式方面存在较大差别。

1PLC技术的特点

PLC技术在工业自动化领域得到广泛应用，其具有精确控制、高可靠性和灵活可编程等优势。然而，PLC技术在应用过程中仍存在一些问题，如编程复杂和维护成本高等。为了充分发挥PLC技术的优势，我们需要进一步提高PLC编程的便捷性和灵活性，并解决其在应用中的生态环境和网络安全等问题。（1）在提高PLC编程便捷性方面，可以采取一些措施。例如，开发更加友好的编程工具，设计直观、易于使用的编程界面，提供可视化编程模块和拖拽式编程功能，减少编程的复杂性；引入高级编程语言，如C++、Python等，以提供更灵活的编程方式和更丰富的功能。同时，提供常用的模板和示例程序，供开发人员参考和使用，以减少编程的工作量和难度。此外，还可以提供集成开发环境，包括调试工具、模拟器和仿真器，以方便开发人员进行调试和测试，提高开发效率。（2）在解决PLC在应用中的生态环境和网络安全问题方面，也可以采取一些措施。可以采用可编程安全控制器（PAC），PAC具有更高级的安全功能，可以提供更可靠的安全控制和监控，并支持与其他系统的集成；（3）加强网络安全保护措施，包括加装防火墙、建立虚拟专用网络(VPN)、进行数据加密等，保护PLC系统免受未经授权的访问和攻击；同时，定期更新PLC软件和固件，修复漏洞和强化安全性；此外，使用规范的网络通信协议，如OPCUA（开放平台通信统一架构），可以提供更安全可靠的PLC网络通信。

2PLC技术在机械电气控制装置中的作用

2.1实现机电一体化

安装PLC控制系统的设备重量普遍较低，因此，无论是使用还是安装都较为简易、轻便。通过PLC技术可以深化计算机技术与互联网技术之间的融合，各类机械设备在基于计算机技术的帮助下，会在一定程度上简化其开发调试工作难度，切实提高机器和电器的融合程度，有效推动机电一体化的发展。

2.2增强设备抗干扰能力

对于传统的机械电气控制设备而言，其在实际应用过程中的抗干扰能普遍不高，而PLC系统在应用期间具备较强的抗干扰能力。传统机械设备在日常运行过程中可能会受到各类因素干扰，如电磁波、人为干扰、周边其他设备干扰等相关因素而导致机械设备的整体稳定性有所下降，在一定程度上降低其工作效率与工作质量，而结合实际情况，利用PLC技术优化机械设备可以有效缓解传统机械设备在运行期间所存在的不足，降低机械设备运行期间不利因素对设备和系统的影响程度，进而增强机械设备的抗干扰能力。

2.3 应用范围广

对于现阶段的机械电气控制设置而言，普遍均适用于PLC技术，因此，PLC技术在实际应用时拥有应用范围广的特点。PLC技术可以提高数据分析的准确性，将分析后数据精准传输到电气设备中，实现完善整体控制工作的效果。除此之外，PLC技术还可以有效与其他电气控制系统相结合，进而在工作中发挥出多技术协同作业的效果，有效提高工作效率和质量并在一定程度上降低工作流程复杂性。

3PLC技术具体应用

3.1顺序控制

在电气自动化系统运行中，随着系统长时间不间断运行，其能量消耗也会随之提升。相比传统技术，PLC技术应用广泛的重要因素之一就是其可以对系统运转顺序进行控制，从而使得这一问题得到有效解决。具体而言，就是在电气工程自动化控制过程中，PLC技术能够根据不同情况下所出现的具体问题采取针对性措施进行解决处理。如果电气工程自动化控制系统出现问题停止运行时，PLC技术便会直接启动相应的防控措施，察觉自动化系统运行故障问题，从而确保系统运行安全稳定，有效避免电气工程自动化控制过程中造成的损失。在这种控制技术应用模式下，不但实现了自动化设备运行的单独控制，促进设备控制部位模块化发展，更能提高系统控制的灵敏度、元件运行的顺序性，避免电气化设备出现控制顺序紊乱等问题。例如，PLC技术应用，对人机接口主站、远程站点进行独立控制，可以借助传感器结构来优化各个控制站点，并且利用PLC系统操控总台设备，实现电气工程自动化控制效率的整体提升。

3.2闭环控制

闭环控制是电气工程自动化控制中PCL技术应用的常见模式，在大多数工业生产加工中都应用了闭环控制。所谓的闭环控制，就是电气自动化系统元件发生故障后，借助调节器装置及时调整元件，使得系统生产加工能够继续进行。闭环控制的关键在于根据人员的指令输入或获取的信息反馈来调整自动化控制系统中的各项参数，促使系统处于理想运行状态下运行，以此来提高工业生产加工质量，降低材料、能源等消耗。在此期间，顺序控制与闭环控制的结合使用是实现PLC智能化发展的关键，能够进一步提高其在电气工程自动化控制系统中的应用效果。例如，在机械设备生产流水线上，利用PLC闭环控制，使得流水线上生产设备能够根据电机运行时间选择适宜刀具，以此来提高流水线生产效率；或者在泵类电机启动控制过程中，通过PLC技术闭环控制应用，根据每台泵机运行情况选择适宜开启方式，并对电机运行状态进行有效控制。

3.3集成控制系统应用

在机械电气系统中，PLC技术装置包括3种基本类型：集中控制系统、中央控制系统以及其他。早期，在PLC技术的应用中，中央控制系统相对较为广泛，其主要优势在于以更简单的形式实现对系统的整体调节和控制，并且在操作方面也相对简便。但这种类型的装置在应用过程中存在普遍性问题（如装置与电气系统的连接相对较为复杂），需要将电气系统中的所有设备和相关控制装置分别与PLC装置连接才能满足其应用的基本需求。另外，应用中央控制型设备的电气系统中，一旦任何设备或控制装置发生故障，均需要通过调整PLC装置，才能够满足基本需求。

3.4逻辑量开关应用

逻辑量是系统运行参考的基本参数，传送的速度和加工实现的速度等均属于逻辑量的范畴。通过调节和控制逻辑量，可以对生产等进行更主动性的管控。例如，通过具有逻辑量开关功能的PLC系统控制传送速度，可以避免物品拥堵，而传统的系统仅仅能够记录传送速度，一旦传送速度与实际需求并不匹配，则必须由人工调节的形式进行处理。作为一种能够独立运算、独立形成处理措施的系统，PLC逻辑量系统不仅具有基本的监测相关功能，还能通过对比和参考预设参数以及当前实际数据，判定系统运行情况是否正常以及主要存在的问题。在PLC技术的辅助下，通过对比过去类似情况，系统能够尝试处理实际存在的问题，使系统恢复正常状态。在系统中，PLC逻辑量开关技术对系统能否正常运行和主动避免系统风险具有重要价值。

结语

在PLC技术的支持和辅助下，控制装置的运行效率及运行安全性等能够得到较为充分的提升，并且电气控制装置能够对一般性故障实现自动处理和自动排除。另外，在PLC控制装置的辅助下，生产的整个流程同样能够得到较为有效的优化处理。同时，PLC技术能够以更为丰富的应用形式融入电气控制装置，使电气控制装置和生产体系得到进一步优化。             

参考文献

[1]马超,孙洪华,丁振礼.PLC在机械电气控制装置中的应用探究[J].科学与财富,2022,14(28):121-123.

[2]王安博.PLC技术在机械电气控制装置中的应用[J].造纸装备及材料,2022,51(7):17-19.