基于PLC工程的机械电气设备安全控制系统

基于 PLC工程的机械电气设备安全控制系统

柏爱中

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摘要：PLC技术的应用，不仅全面促进了电气工程及其自动化行业的发展，也进一步推动了行业的改革和创新。PLC技术对比传统技术，在电气工程机器自动化控制中的应用要具有更加显著的优势，可以有效提高系统的稳定性和可靠性，同时还能够提升电气工程自动化系统的整体运行性能。相关工作人员应加大对电气工程及其自动化控制的研究力度，并采取有效对策，全面提升电气工程的自动化控制水平，促进行业的快速发展。基于此本文对机械电气设备的安全控制和安装环节进行相对应的分析，及时了解到相关的问题并对其进行调整，从而能够切实保障机械电气设备安装控制的实际效果

关键词：PLC工程；机械电气设备；安全控制系统；研究

引言

PLC工程是近些年来发展迅速的一种工业控制装置，这种技术在工业生产的不同领域应用都体现出良好的效果。目前，PLC工程接线端口通常采用可拆装的方式，便于相关人员在完成PLC编程时更加有效地完成维修工作。但在未来，随着机械工程产品的全面发展，相关的产品会体现出更好的效果。因此需要对基于PLC工程的机械电气设备安全控制方面的系统设计进行重视，了解到其中的具体要求，从而推动现代工业的发展。

1、PLC技术概述

PLC技术主要是指可编程逻辑控制器，在具体应用过程当中可以编程和模拟相关数据，并使数据环境的安全性和稳定性得到有效提高。而通过PLC系统的有效运行，可以实现内部的逻辑运算以及顺序控制等具体操作，同时还能够对相关器械和电机进行有效控制。一般情况下，电气自动化主要使用传统控制器系统，但其可靠性相对较低，而且接线过程十分繁琐，会导致大量能源消耗。除此之外，该系统自身的灵活性相对较低，因此无法结合实际情况来灵活调整操作系统。

2、PLC技术的主要特点及价值

2.1 特点

(1）应用广泛

自动化控制系统中使用PLC、触摸屏、工控机、伺服控制器等工控设备，已经是每个制造企业普遍采用到的技术。可以说现在的工业生产、产品制造都离不开以PLC系统为基础或核心的控制系统。通过PLC系统实现的人机交互、设备的远程控制、参数设置、报警提示，实时数据的传送在工业现场随处可见。并且通过程序开发实现了对设备的自动化、智能化、网络化技术水平的提升。通过丰富的通讯协议将工业现场分散的控制节点和上位机融合组成一套大型控制系统。可以说PLC控制系统是自动化设备的灵魂，为技术人员提升控制系统的水平提供了方法和手段。

(2）工业生产网络化

PLC系统利用灵活多样的通讯接口可实现集散控制、远程的数据提取及控制，比如应用广泛的DCS、数据监控平台、设备群控等系统。并且利用Modbus、自由口通讯协议实现了第三方仪表及设备的通讯。另外通过时序控制可实现在单一网络的数据轮询，提高了PLC网络的利用率，拓展了PLC的应用范围。PLC丰富的通讯协议接口便于将现场传感器、智能仪表、智能执行器的等现场设备数字化后整合到DCS控制系统中，是现场设备控制层的关键节点。

2.2 价值

PLC技术是一种可塑性非常高的技术，在应用过程中具有极高的灵活性和适用性。在过程控制中，可以基于丰富的逻辑程序完成相应的对象控制。此外PLC系统的数据格式采用与计算机技术相同的数据类型，用户可以运用与计算机编程相同的方式来完成所需的算法。例如利用循环、分支、选择、判断、嵌套等结构完成对工艺的过程控制。另外编程软件中提供了海量的动合、动断触点，足够使用的寄存器、存储器、定时器、计数器及特殊功能继电器。特别是PLC行业的龙头企业西门子公司具有的指令语句表编程语言，可以类似于汇编语言进行结构化的编程。在实际应用中重复使用的程序可以编写成带输入输出接口的子程序，对输入存储器赋值就可以得到需要的结果，也可以通过多次调用子程序完成生产过程中重复进行的动作。西门子公司在其软件开发过程中将过程控制常见的PID控制、变频器控制、读写系统时间、模拟量输入输出的比例和数据类型转换等编写成功能块，提供给程序开发人员使用，减轻了开发人员的编程负担，节约了大量的时间去用于解决现场工艺难题。再比如电动机的电流也可以通过现场仪表的通讯接口远程传送到控制室进行实时监控，这些现场数据的采集对保证生产的连续性、安全性、可靠性、节能降耗等都存在巨大的价值。

3、电气设备易发生的安全问题及产生原因

在机电设备实际运行过程中，最可能会出现问题的包括以下几个方面。首先，隔离开关在安装的过程中可能会产生误动作，从而影响到机械电气设备的实际运行。产生的主要原因是由于隔离开关本身的触头在完成开关动作的环节，可能会和地面的压力大小以及接触面积无法达到相对应的比例标准，长此以往，就可能会导致隔离开关的触头产生相对应的氧化反应。与此同时，由于长期的电热效果而导致触头的电阻增加，甚至会产生触头损坏的问题。

其次，在整个机械电气设备中，断路器是另一种开关元件，这种元件通常会出现在母线的接线中，配合两个隔离开关来共同使用。但是实际中，如果隔离开关以及断路器本身的装配和安装方式不符合相关要求，达不到具体的规范目标，就会相应影响整体的合闸速度。同时，相关指标也无法达到具体的操作标准，甚至可能产生触头损坏的问题，导致严重的后果。

另外，在整个机械电气设备的安装及生产过程中，保护装置受到其他问题的影响也会产生拒绝动作。尤其是在变压器的内部，如果变压器内部的保护绝缘层被击穿或者破损，就会在整体操作过程中出现爆炸事故。

4、基于PLC工程的机械电气设备安全控制设计的方案

合理确定机械电气设备的单元控制方案。在具体的机械设备安全控制设计环节，对工作中的相关参数需要进行单元化处理，明确整体机械电气设备运行过程中的三相电流值、工作频率以及参数指标，综合分析并判断不同设备的安全性能，从而规范整体设备的运行，有效防止出现其他的一些误差，保障整体设备的使用效果。在这个过程中，需要人工来对PLC控制器中的各种运行指标进行相对应的调整，并使用传感器来对相关的数据进行及时的监测和分析。

对整体机械电气设备进行自动化的调试。对于整体机械电气设备安装完成之后的测试环节，需要对整体的功能进行相对应的调控，了解设备中单独传感器的具体使用状态，并且组成一个整体的传感器网络系统。基于PLC控制器，来对整体机械电气设备中不同环节的数据进行相对应的整体性分析以及处理。基于一定的算法以及多种智能化的算法来对整体设备的参数进行相对应的计算，并对系统中可能会存在的问题进行有效的分析以及处理，实现整体性的控制，达到机械电气设备的安全保护功能。

完成自动监控及通讯工作。对于基于PLC广场工程所实现的机械电气设备安全控制系统本身和传感器网络之间，能够同时搭建一个监控以及通讯功能的平台。即在正常状态下，传感器就能够将自身检测到的数据信息及时传递给PLC控制系统。同时，不同部分传感器之间也能够进行相对应的通讯。这种情况的原理，主要是根据不同传感器网络之间存在的拓扑结构来开展的，在此基础上能够对整体机械电气设备系统进行全面性的分析，确保其使用的安全性及运行的稳定性。

结语

总体来说，基于PLC工程的机械电气设备本身的安全控制系统，在安全性方面具有一定的要求，需要结合实际情况来对其进行相对应的设计，体现出系统性设计的基础原则，并能够通过相对应的测试来保障整体的运行效果。

参考文献

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[3]邓聪.基于PLC技术在电气工程及其自动化控制中的实践研究[J].信息记录材料,2018,19(12):77-78.