PLC技术在机械压力机中的应用

PLC技术在机械压力机中的应用

耿文龙

山东百聚建筑工程有限公司

摘要：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。

关键词：PLC技术；电气工程；自动化

引言

PLC是基于工业产生的一种现代电子信息设备，它通过一系列的数字化操作对工业生产中的设备进行控制，同时具有大容量和强大的运算功能，能控制不同类型的机器操作。PLC技术可以根据用户的需求对逻辑控制器进行编辑，主要通过用户的指令进行预算逻辑，内存对相应的程序进行存储。在PLC技术对整个系统进行扫描之后，相应的信号传输到需要执行的机构，最后实现整个程序的运算供给。

1PLC技术概述

PLC技术即可编程控制器，该控制器的应用可以将机械设备控制效率显著提高，组成该控制器的主要结构包括电源、中央处理器、编辑器、存储器、输出设备等。不同结构的作用也存在很大的差异，其中PLC控制器的最核心的部分也是该技术的中枢为CPU，即中央处理器，相关数据信息、设备运行状态等可以通过扫描进入中央处理器中，由处理器进行处理后通过编程器接收存储，中央处理器负责诊断和分析PC运行、指令执行情况。存储器主要负责调动和管理系统程序、子程序、模块系统，可以动态存储产生的数据、参数，编程器是数据存储的基础，如果编程器无法输入信息，那么数据管理和存储将无从谈起。输入输出装置（I/O）连接于中央处理器和外部设备，主要负责数据信息的输入和输出。编程器作为整个控制系统中非常关键的内容，主要应用于功能开发、系统检查维护等，显示器可以展示内部相关参数信息，为控制人员提供直观的参数，从而大大监视、检查、编辑、控制程序的目的。

2PLC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。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。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。

3PLC的应用案例：对压力机控制系统使用HMI和PLC进行改造

3.1电气控制说明

压力机采用交流380/220V电源供电，电源开关采用刀开关与自动开关串连的组合形式，其中刀开关起隔离电源、安全检修的作用，自动开关起短路保护作用。电动机控制线路中各电机主电路接于380V电源，控制电路接于220V电源。主电机主电路采用接触器控制，并采用热继电器作过载保护，其中滑块调整电机使用变频器控制、润滑电机使用接触器控制。电路中，根据所确定的控制方案，各主电机的接触器KM0、KM1、KM2的线圈由PLC控制的中间继电器控制。电路中配备了一台AC220V/DC24V开关电源提供24V直流电源。设计思路为采用三菱FX2N-48MR型PLC可编程控制器与维纶通MT8071ie触摸屏为主要部件用来实现机床的功能，采用西门子MM440变频器控制滑块调整电机，使用光洋FC-321F-C型电子凸轮开关控制行程控制、计数控制并实现防重复行程的控制，使用GDB-Ш光电保护器对机床和人身进行光栅保护。

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。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模块设计

在电气设备控制模式中，应用PLC技术能够合理地设计自动控制装置，通过控制开关集合同类型数据信息的输入输出，连续、规范地分配相应单元数据信息。具体来讲，模块设计内容主要包括以下几点。（1）按照规范要求，做好共同程序模块设计方案中的原点程序设计，在数控加工处理作业开始前，有效归零处理刀架，借助PLC内部时间继电器完成株洲控制程序的延时控制处理，保证按照逻辑互锁关系要求控制主轴结构正向和反向转动，避免切换道具时发生功能性故障。（2）设计坐标轴控制模块时，注意调控超程故障、驱动故障和坐标轴停止等功能单元，保证全面控制各个单元。（3）模块化处理报警程序内容确保能够和定时润滑控制程序单元相符合，将机床润滑系统的完整性、规范性提高。

3.4封闭高度调整设计

封闭高度调整原理：使用变频器控制三相异步电动机，电机经过变速器带动涡轮、蜗杆进行封闭高度调整，根据设备参数设置上限位和下限位。1）设计要分为自动与手动两种模式。速度分为高速与低速两种速度（两种速度可由触摸屏上设置）。手动模式时可由操作人员在触摸屏上选择高低速并按上升或者下降按钮进行相应的调整；自动模式下在触摸屏上输入需要调整到的封闭高度，系统会根据当前位置自动选择方向和速度，当前高度与设定高度差距大时电机以高速调整，当距离设定高度2mm时停止，延时1s，电机以低速调整到设定高度后停止，保证调整速度与精度

结束语

为了更地实现电气设备的智能化和自动化，PLC的技术全面完善是不可避免的。使用PLC技术全面完善电气自动化的控制模式和功能，全面加强对于电气自动化的相关管理，提高质量和效率，完善体系。将PLC技术合理的应用在电气自动控制模式当中，全面降低功能损耗。

参考文献

[1]张保学.基于PLC控制的机电一体化设备的安装与调试[J].现代工业经济和信息化,2022,12(06):39-40+44.

[2]郭甘霖.基于PLC的综采设备状态监测系统设计研究[J].机械管理开发,2022,37(06):270-271.

[3]杨莉苹,康江丽.PLC电气控制系统在数控机床中的应用研究[J].产业创新研究,2022(12):56-58.

[4]付鸿泽,许子杰,曲培健,李子豪,魏仁哲.基于十字滑台的PLC的运动控制系统[J].工业控制计算机,2022,35(06):130-132.

[5]王艺橙,赵燕.基于PLC控制的AGV技术应用研究[J].自动化应用,2022(06):148-149+153.