PLC在智能机械控制上的应用与关键技术分析

PLC在智能机械控制上的应用与关键技术分析

张凯丽,王金花

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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；智能机械控制；关键技术

引言

1智能控制技术与PLC技术概述

1.1 智能控制技术

在工程和机械控制方面，通过应用智能控制技术可以自动感应机械设备运行中的外部信息变化情况，智能控制系统可以收集相关信息，并且有效整理相关数据采取智能化控制方式，保证稳定地控制机械设备运行。在实际应用智能控制技术中，智能控制系统有着较强的获取外部信息的能力和自身数据感知能力，可以根据外部环境因素变化局部调整机械设备的运行。同时，在机械工程中合理地应用智能控制技术还可以赋予机械工程智能识别、思维判断等能力，智能系统可以从海量数据中提取有用数据在控制系统中存储。比如日常常见的挖掘机中的液压系统中储存了大量的信息用于识别输油压力、最大力量等液压数据，对手柄位移情况进行动态监测，从而避免机械故障威胁设备的安全运行，提高设备运行的可靠性。

1.2 PLC技术

所谓PLC技术，就是可编程控制器，主要外部设备为存储器、CPU等，同时结合电源设计达到控制机械设备的效果。CPU是PLC技术的核心，相当于人的中枢神经，通过CPU可以扫描现场输入装置，并且接收存储编程器中用户程序、用户数据，对电源运行状态进行客观判断，并且细致地检查设备内部工作状态，对相关指令、语法执行状况进行检查。在设计存储器装置过程中，信息数据的存储可以借助模块化子程序功能、系统程序功能，并且用户需要在编程器中输入数据方可提取这些数据。当前PLC技术已经得到了较为广泛的应用，尤其是在机械工程中，可以预算、处理数据信息，将该技术应用于各类机械设备中可以显著提高机械的生产效能，通过和其他先进的科学技术相结合还可以优化电气控制系统，将PLC技术的应用效能进一步发挥出来。

2PLC在智能机械控制上的重要作用

2.1简化操作过程

PLC的软件编程功能可以实现以往继电器控制装置中多个零部件的功能，将整体操作流程进一步简化，当生产工艺及控制要求发生变化时，只需修改编程内容就可以迅速满足工艺生产需求，有助于提高整体工作效率。相较于继电器控制系统，省去了控制柜的设计、安装、接线等工作。另外，在机械电气控制装置运行中，只需按照PLC上位机发出的指令进行操作即可，与传统继电器控制系统相比，简化了人工操作的烦琐性，降低了劳动强度，提高了机械电气控制装置的运行效率与企业的经济效益。

2.2选定PLC型号、基本单元、功能模块

通过被控对象的设计图纸、工艺要求及现场考察情况，确定输入信号、输出信号的具体需求，如数字量、模拟量，合理调整内存容量设计，确保可以留有充分余量且不会产生资源浪费，并确定能够与各仪表的接口、其他PLC、计算机或智能设备通信。根据以上内容确定PLC的硬件配置，例如输入模块的电压和接线方式、输出模块的输出形式、特殊功能模块的种类及型号等.

3PLC技术在机械自动化中的应用措施

3.1 在设备安全检测中的应用

PLC技术在机械电气自动化中的应用可以实现自动监控、检测，能够利用传感器采集数据信息，并且开展自动化、智能化的管理。PLC控制系统通过自我检测可以及时发现设备运行中出现的故障问题，定位故障位置，向管理人员及时发出故障报警信号，PLC控制系统还可以及时暂停故障设备的运转，避免发生严重的后果。比如煤炭分装器有着十分简单的装置，将PLC技术应用于分装器电气控制系统中可以在原有基础上远程动态监测装置运行情况。管理者利用监控中心显示器实时查看设备运行状态，借助远程控制技术统一调度和管理设备，避免设备出现故障。PLC技术的自检测能力节约了维修人员查找故障和修复故障的时间，有助于提高维修效率，提高机械设备运行可靠性。

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上位机

在上位机工作站中安装有监控软件和操作系统，通过显示设备来监视整个系统的运行状态，并进行故障诊断排查。PLC接收系统将运行过程数据通过因特网传输至上位机。上位机的系统功能主要包括控制子系统的运行次序、控制系统的运行过程、采集系统产生的数据、记录故障报警事件处理过程及实际操作、实时显示系统运行数据信息、对数据进行整合分析及仿真画图、形成生产过程模型图和变量趋势等。

3.4开关逻辑量的控制

开关逻辑量是智能机械控制中十分关键的内容，其主要基础为传统类型的继电器控制技术，综合利用PLC技术结合机械自动化控制需求设置开关开启状态，保证机械设备的运转能够和工作计划实际需求相符合。企业在设置开关逻辑量过程中，可以在整体生产线、特殊设备中应用该技术，无论应用于何种设备上，都需要按照标准设置开关状态，分别包括“0”状态和“1”状态，达到控制开关的效果，保证按照工作命令控制开关。在开关逻辑量控制中，应明确该技术的应用范围，当前该技术在机械设备中较为常见，比如包装类型、印刷类型生产线设备中。以包装上生产线为例，在控制机械设备动作流程中可以在某个动作完成后，命令设备自动进入到下一道工序。具体操作中，通过光线检测开关掌握操作流程，如果生产线中通过了产品，检测到后系统会自动进入下一道开关变量，实现从“0”状态到“1”状态的转变，进而自动化控制机械设备。为避免开关逻辑量控制不足或者出现故障问题，在实际应用中应当根据机械自动化生产和发展需求做好控制方案的优化完善

结束语

总而言之，PLC技术凭借着诸多优势逐渐在机械控制方面得到广泛应用，这种新型的控制方式正在取代传统控制模式。通过合理应用该技术，可以提高机械控制的可靠性、灵活性、稳定性，保证工程生产安全顺利地推进。文章分析了PLC技术在机械控制上的应用，并且以采煤机为对象探讨了PLC技术的应用关键技术和设计优化方式，希望有助于推动机械控制朝着智能化、自动化、简单化的方向进一步完善创新

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