探讨PLC技术在机械电气控制装置中的应用

探讨PLC技术在机械电气控制装置中的应用

张辉

中汽研企业管理服务（天津）有限公司 天津 300000

摘要：当前社会不断进步与发展，我国工业行业得到了较大的发展，在新时代背景下，当前的机械生产方式已经不能满足时代的要求，为推动机械电气行业的发展，必须要提升设备控制的性能，保证其使用过程中的稳定可靠性。PLC技术在机械电气控制装置中的应用具有较大的优势，能够明显提高机电控制设备的性能，当前PLC技术已广泛应用在机械电气控制装置中，提高了机械电气控制的高效化、自动化水平，可更好的保护电气控制装置，促进了我国工业的可持续健康发展。

关键词：应用；装置；PLC技术；机械电气

引言

社会不断进步，落后的机器设备和原有的劳动力已不能适应当前社会的发展需要，为进一步提高我国的经济实力，必须要将PLC技术应用在机械电气设备中。PLC技术在机械电气控制装置上能够提高机械电气设备可靠性、稳定性以及准确性，PLC技术的运用促进了工程机械电气控制装置发展与进步。本文主要探讨了PLC技术的相关概念以及优势，详细分析PLC技术在机械电气控制装置中的应用，为推动行业的可持续发展作出参考贡献。

1.PLC技术的应用类型

1.1集散型控制系统（DCS）

集散型控制系统（DistributedControlSystem，DCS）是指在计算机技术的基础上，把所有的设备进行集中控制，并将其连接成为一个系统，从而实现对生产过程进行管理。DCS中使用的设备包括计算机、控制器、各种传感器以及可编程控制器等。在工业生产中DCS会根据实际需求，自动对所需设备进行集中控制，与传统控制方式相比，DCS系统具有以下几个优势：第一，DCS系统能够通过计算机完成对生产过程的实时管理与监控；第二，在设计中使用大量传感器和可编程控制器时，无需单独设立相应装置，同时还能实现生产过程的动态模拟、远程操作和故障诊断等功能；第三，DCS系统的人机界面更加直观、友好，并实现了分布式的功能控制和集中式的图形显示；第四，在操作管理中采用统一的操作系统，避免了传统方式下各个控制单元独立运行所产生的问题。在当前经济快速发展中，计算机技术发挥了巨大作用，DCS系统作为一种新型自动化控制系统，将计算机技术与集散控制系统相结合已成为当前发展趋势，如化工、电力、石油等行业都已建立了相关DCS系统。

1.2现场总线控制系统（FCS）

现场总线是由制造商和使用者，通过现场总线通信协议而建立起来的控制系统，其特点在于采用数字化的通信方式，使系统具有极高的灵活性和可靠性。通过现场总线控制系统，可有效减少现场布线面积，降低安装维护成本。就目前发展形式来看，现场总线在实际应用过程中仍然存在着一定问题，例如：大部分企业为节约成本和方便管理，仍采用传统继电器、PLC等技术，这也使实际控制系统存在一定局限性与不足之处，无法满足当今社会发展要求。随着PLC技术不断改进与创新发展，其性能和功能也在不断完善中，目前市场上已经出现了一些可编程逻辑控制器（PLC）产品、可编程序控制器（CPM）产品，这两种产品均属于FCS控制系统之中的一种。

2.PLC技术的优势

随着科学技术的不断进步与突破，PLC技术在工业控制中得到了广泛应用，其可靠性和扩展性大大提升。PLC技术在工业控制应用过程中具有独特优势，其优势主要表现在以下几个方面。其一，抗干扰能力强。传统的机电设备在运行过程中，很容易受到外界电磁的干扰，这种干扰会导致机电设备在运行过程中产生信号失真，容易对失去对其设备的控制，而通过PLC技术的有效应用，可提高设备的抗干扰能力，相比于传统的机电控制，集成化程度更高，采用内部的集成化控制技术增强外界的电磁干扰抵抗能力。其二，有利于机电一体化的实现。PLC技术在应用过程中，相关的配套设备较少。通过在机电设备中的嵌入式应用，可对机电设备进行集成化高效的控制。在嵌入式应用过程中，可进一步扩展相应的程序，通过传感器来控制设备。当前PLC所用的编程程序多为逻辑表以及梯形图，相关技术人员在编程时要对电路电气以及编程知识进行有效了解，梯形图语言简单，容易上手，在应用过程中工作能够简化操作，在工业控制中更能实现有效的控制，实现机电一体化。其三，应用范围广。当前PLC技术已经广泛应用在机械制造、化工、石油、钢铁等多个工业生产领域。PLC技术具有较强的通用性，而且集成化程度较高，相比于继电器控制，PLC技术可与先进的电机系统进行结合，还可对开关量进行逻辑控制，在数据处理和数据运算中进行运算，能够进一步借助计算机信息处理技术，实现电气系统的有效控制与优化。

3.PLC技术在机械电气控制装置中的具体应用策略

3.1在设备安全检测中的应用

在机械设备生产过程中，经常会出现设备安全检测问题，如果不能及时对设备进行有效检测，就会导致严重的安全事故发生。对此，应引入先进的PLC技术实现安全检测工作，主要包括以下几个方面。（1）可编程控制器工作原理。可编程控制器是一种智能化的机电控制设备，其具有多种功能，不仅能够控制机械设备，还具有对电力系统的监测、报警等功能。（2）PLC技术的应用优势。在机械电气控制中应用PLC技术可以实现系统的简化和优化。（3）提高数据处理效率和能力，利用PLC技术进行系统处理工作可以提高处理效率和精度，并有效减少数据传输量和数据传输时间与维护量，还能大大降低生产成本。（4）应用PLC技术需要注意一些问题。例如：在机器检测时可以利用PLC技术实现对相关信息进行采集分析；利用PLC技术实现对数据传输过程中出现故障的及时报警等。

3.2在空气压缩器中的应用

在空气压缩机的应用中，PLC技术具有较好的实用性，通过将PLC技术与机械电气控制装置进行结合，可以实现对空气压缩装置的控制，通过对相关程序的设计和优化，可以实现对空气压缩过程的有效控制。在实际应用中，PLC技术在空气压缩器中与机械电气控制装置进行结合，使其能够实现对机械电气装置的控制，这种方式在实际应用过程中具有较高的效率，通过将PLC技术和机械电气控制系统相结合，能够实现对空气压缩过程中气压变化和电机运转情况进行有效控制，通过在该程序中添加PLC功能模块，可以实现对相关程序的优化与设计。

3.3在机械控制中的应用

随着机械设备的发展，机械控制技术已经成为企业生产的关键，但是在具体应用过程中，传统继电器逻辑控制具有一定的缺陷，由于其硬件设备成本和维护费用也相对较高，所以不能满足企业生产需求。再者，PLC技术与传统继电器控制技术相比具有一定优势。PLC技术具有很强的灵活性和开放性，在应用过程中企业可以根据生产实际情况，对PLC技术进行灵活修改和设计，从而满足机械生产需要。另外，为了保证机电设备系统正常运行和顺利操作，必须严格按照相关操作规程进行安装、调试、编程等工作，并确保其程序稳定可靠运行。

3.4在捻线机控制中的应用

在实际生产过程中，对于一些零件的连接往往需要采用捻线机进行控制，而传统的机械电气控制装置会造成生产过程中经常出现断线等现象，严重影响了生产效率和产品质量。运用PLC技术进行机械电气控制装置的设计和优化，能够提高零件连接的可靠性和稳定性。具体来说，在设计捻线机控制装置时，应该将PLC技术应用于电气控制中。在实际工作当中，PLC技术可以实现对捻线机的智能化控制，并保证整个过程的高效性。首先，需要对控制程序进行设计。为了确保捻线机断线检测功能有效运行，需要通过输入模块来获取断线检测信号、输出模块来实现断线检测功能，同时还应注意程序的合理设计与优化问题。另外，为了防止在执行程序过程中出现死机问题，需要采用双机热备份策略来实现PLC程序与原电路之间的相互备份问题。

3.5在开关逻辑中的应用

在机械电气控制装置中，通常会使用一些开关类的逻辑元件来进行控制，以实现各种逻辑功能。为了减少操作次数，减少系统运行时间，可以将PLC技术应用到机械电气控制装置中。通常情况下，当输入端接到外部设备时，PLC技术会首先检测设备是否通电，然后根据检测结果开始执行相应的命令。由于PLC可以对输入端进行准确的检测和识别，因此在机械电气控制中，运用PLC技术可以降低操作人员的操作次数和难度，降低机械电气系统出现故障的可能性，从而提高系统运行效率和质量。此外，由于PLC技术具有极高的可靠性、灵活性以及较强的抗干扰能力等特点，因此在机械电气控制装置中可以广泛应用该技术。

3.6在分散式控制系统中的应用

当前，很多工业企业已经开始逐步使用分散式的控制系统，这对于企业的生产效率和质量提升都具有非常重要的意义，但是在实际操作中，很多工业企业并不能达到预期的控制效果，主要是因为在工业生产中采用分散式控制系统存在一定局限性。首先，该系统结构过于复杂、成本较高；其次，该控制系统对通信质量要求较高，通信网络在受到外界干扰时会出现大量故障。为了解决上述问题企业可以将PLC技术应用于分散式控制系统中，能够有效降低机械电气控制装置中存在的问题，通过采用PLC技术建立集中式控制系统之后，可以对设备进行有效监控和管理，从而有效提高了设备运行效率和整体质量。

结语

综上所述，在机械电气控制系统中，PLC技术的应用已经成为提高产品质量的重要方式。利用PLC技术不仅能够提高机械产品的质量，而且还能减少机械设备运行过程中的故障。随着我国科技的快速发展，PLC技术在我国机械电气控制领域中的应用也越来越广泛，要想更好地利用PLC技术，需要对其进行深入了解，并根据实际情况制定相应的应用策略，以此促进PLC技术在我国机械电气控制领域中健康、稳定地发展。

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