PLC技术在机械电气控制装置中的应用

PLC技术在机械电气控制装置中的应用

王俊清

身份证号码：372323198905193912

摘要：纵观当前我国工业行业发展的实际情况，不难发现之前工业行业中所应用的机械生产方式已经不能再很好地满足新时代发展需求，尤其是在机械电气领域中，各项新型技术设备的引入和应用大大加速了机械电气行业的发展进程，要想保持如此快速的发展节奏，就必须要进一步提升机械电气控制装置的性能，要在创新升级的同时充分保证其可靠性与稳定性。其中，PLC技术作为核心代表技术之一，在当前的机械电气控制装置领域便发挥着至关重要的作用，是推动机械电气行业发展的一大强劲技术动力。

关键词：自动化技术，电气控制装置，PLC技术

引言

随着科学技术的不断进步，从事电气自动化的工作人员逐渐将注意力转移到智能化控制装置上。传统的控制技术使用继电器接触器控制机械设备，曾在机械化生产中发挥了重要的作用，但它的缺点也是显而易见的，如不能实现高度的自动化、信息化综合操作。与此同时，近年来随着科学技术水平的不断提高，PCL技术得到了极大地发展，PLC的功能不断完善并被广泛应用于机械电气控制装置中。毋庸置疑，若要充分发挥PLC的技术优势，针对机械电气控制装置对PLC技术的有效应用进行充分分析和探究就显得尤其关键。

1PLC的优势分析

PLC是可编程控制器的简称，是专门为工业控制应用而设计的一种通用控制器，微处理器是PLC的核心基础，在微处理器中集成了多项技术，如现代化的计算机技术、自动控制技术、通信工程技术以及传统的继电器控制技术，是一种较为新型的先进控制设备。它由中央处理器（CPU）、存储器、电源、输入/输出模块、外部设备接口、I/O扩展接口等几部分组成[1]，如图1所示。其具有体积小、能耗低、程序编写方便易学、稳定性高、抗干扰能力强、总体的构造设计与安装调试工作难度低等基本特点。随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术、通信网络、数据处理及图像显示技术的发展，PLC的网络通信功能、智能模块功能、外部自诊断功能在不断增强，使PLC在工业中的应用更加广泛。首先，PLC能适用于各种类型的机械电气控制系统。PLC不仅具有处理数字量和模拟量的能力，还具有处理数据、数据预算以及网络通信的能力，因此可以对不同电气控制系统中的数据进行分析，最终达到控制机械生产的效果，并且PLC能够满足各个先进的科学技术对电气控制系统的优化，从而满足机械工程发展的需要。其次，PLC技术引进了许多大规模、超大规模集成电路等微电子技术、通信技术、计算机技术，如此不仅可提高机械电气控制装置的抗干扰能力，还可实现机械电气控制的联网及组态，提高机械电气控制装置的安全性、易操作性，提高自动化水平[2]。最后，在PLC控制系统中，如果发生故障问题，可以自行及时分析诊断故障原因，并发出预示警告信息，有助于技术管理人员高效化处理系统问题，进而提高整体工作效率。

2PLC技术在机械电气控制装置中发挥的重要作用

2.1 实现机电一体化控制

PLC控制系统大多为重量较轻的设备，有着十分便捷的安装方式，操作较为灵活，能够充分应用互联网、计算机等信息技术，也正是在计算机等现代信息技术的辅助下，促使该技术的应用简化了机械设备的开发、调试等工作，有机融合机械和电气系统，推动机电工程朝着一体化控制方向发展进步。

2.2 提升电气控制装置抗干扰能力

PLC系统的应用改善了传统机械电气控制装置缺乏足够抗干扰能力的缺点，实现了控制装置抗干扰能力提升、运行可靠性优化的效果。传统的电气控制装置容易受到电磁、外界信号等多方面因素的干扰，而PLC系统有效地解决了这些问题，保证电气控制装置运行更加稳定，控制更加精准。

3 PLC技术的应用

3.1开关量逻辑控制

开关量逻辑控制取代了传统的继电器接触器控制，主要功能是完成开关逻辑运算和进行顺序逻辑控制，其是PLC最基本、最广泛的应用领域，可应用于单机控制、多机群控、自动化生产线的控制等。

3.2生产过程中的模拟量控制

在工业生产过程中，需对流量、压力、温度等模拟量进行控制，可以使PLC通过专用的模拟量输入/输出模块及用户程序来完成转换，即通过输入模块A/D转换将外电路的模拟量转换为数字量并送入PLC中，然后执行用户程序，最后通过输出模块D/A转换，把PLC运算处理后的数字量信号转换成相应的模拟量信号输出，满足机械设备生产现场连续信号的控制要求[7]。另外，部分PLC还提供了典型控制策略模块，如PID模块，从而实现对系统的PID反馈或其他模拟量的控制运算。

3.3数据处理

PLC不仅具有进行算术运算、函数运算、数据传送等功能，还可以进行数据排序、查表、转换。经PLC处理的数据可以与存储内的设定值进行比较，从而完成程序设定的控制操作或打印制表；也可以利用网络通信传送到上位机或其他智能装置。数据处理一般用于无人控制的柔性制造等大型控制系统或食品工业中的过程控制系统。

3.4通信联网

PLC作为下位机，与同级PLC、上位计算机或其他智能设备进行通信，构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、分数控制”的分布式控制系统，以此实现对整个生产过程的智能控制和管理，满足自动化系统的需求，同时向智能化方向发展，创造更高的效益。

3.5机械控制

传统控制技术通常仅仅可以一对一控制设备，这导致其应用受到了很大的局限，而现代工业生产中使用的机械设备类型、数量烦琐，机械控制有着十分复杂的过程，加上机械设备长期在复杂的环境下运转，出现故障的概率大大增加。利用PLC技术可以自动化控制机械电气装置，简化、优化电气控制环节，将机械设备发生故障的概率降低。PLC技术将传统的控制技术简化，为线路传输提供便捷，将该技术应用于机械电气控制装置中省略了返回系数、节点变位时间等程序，能够大幅度提升数据的处理速度。现如今，智能控制、电算化、自动化逐渐取代了传统人工控制方式，将人为因素降低，提高了系统运行的稳定性。

3.6分散式控制系统

PLC技术可以集中控制分散式的系统，在实际生产中，针对不同的程序管控分散装置控制对象。PLC技术能够针对不同的分散系统发出不同的指令，管控不同的项目，实现不同程序的有效控制，将机械生产控制水平提升。该技术能够全面监控分散式系统运行中传输的数据参数，实现数据传输效果的提升。

3.7 集中式控制系统

集中控制系统中应用PLC技术可以实现总控系统控制功能改善优化的效果，实现机械电气装置安全性的提升。利用PLC技术可以加强控制整体开关，达到机械设备运行效率和生产效率的提升，优化集中控制效果。

结束语

综上所述，PLC具有可靠性高、抗干扰能力强、操作方便、能够处理数据、通信联网等优势，在机械电气控制装置中得到了广泛应用，不仅实现了企业统一编程组态、集中控制、监视和管理，提高了系统自动化水平及系统运行效率，还为机械电气控制装置向智能化发展奠定了基础。

参考文献

[1]顾鸣峰.机械电气控制装置中PLC技术的应用[J].南方农机，2020，51(24)：149-150.

[2]姜坤.机械电气控制装置中PLC技术的具体应用[J].电子世界，2021(3)：180-181.

[3]苏丽娜.机械电气控制装置中PLC技术的应用[J].南方农机，2020，51(20)：157-158.

[4]张杰，孟国前.机械电气控制装置PLC技术的应用[J].电子测试，2021(20)：139-140.

[5]齐群.PLC技术在机械电气控制装置中的应用研究[J].装备制造技术，2021(4)：150-152.