PLC技术在机械电气自动化控制中的应用研究

PLC技术在机械电气自动化控制中的应用研究

石伟勃

航空工业西安航空制动科技有限公司  陕西省西安市 713106

摘要：PLC自动化技术在生产、机械运行等方面发挥出重要的作用，通过运用该技术，可以实现对机械的电气自动化控制。

关键词：PLC技术；机械电气；自动化控制；应用研究

1PLC自动化技术概述

1.1技术概念

可编程逻辑控制器自动化技术作为一种常用的平面光波导技术，主要是将人工智能技术、微机技术等先进技术进行有效融合后所形成的。该技术主要是由现场总线控制系统、分散控制系统两个部分组成。其中，FCS内部含有若干个网络节点，可以高效、安全地传输数据信息，使得设备生产质量和效率得以大幅度提升，极大地提高电气自动化控制水平。DCS主要包含显示器、通信总线、控制系统三大结构，可以集成化处理海量数据信息，便于技术人员更好地优化和管理整个产品生产流程。

1.2技术优点

PLC自动化技术具有抗干扰能力强、检测精确度高、占用空间小等优点，通过应用该技术，可以最大化利用空间资源，促使机械电气控制装置操作变得更加便捷化、智能化、高效化。此外，应用PLC自动化技术，可以精确检测和处理机械电气控制装置故障问题，有效提高该控制装置的运行性能。

2PLC自动化技术在机械电气控制中的具体应用

2.1PLC在拖拉机自适应平衡控制装置中的应用

2.1.1硬件设计

系统硬件整体设计思路为：应用PLC控制技术，采用传感器检测方法，对电液比例控制阀进行驱动处理，提高液压缸响应速度。为确保系统硬件所输出信号为模拟量信号，选用以下两种检测装置，分别是位移传感器、倾角传感器；选用以下两种执行元件，分别是液压缸、电液比例换向阀，从而实现对模拟信号的实时全面接收。应用故障报警器，对系统液压缸极限情况进行实时检测，一旦发现异常问题，系统会自动生成相应的报警信号。系统硬件设计具体内容如下：为提高系统运行性能，需要选用型号为FX2N-32MR的PLC，并将I/O端子统一设置为32个，其中，含有16个输入端子、16个输出端子。输出信号属于典型模拟序号，PLC和电液比例换向阀均无法直接接收输出信号，因此，将FX2N-2AD输入量扩展单元和输出量扩展单元数量分别设置为2个、1个。

2.1.2软件设计

系统软件主要包含主控制和信号采集两个模块。其中，主控制模块可以控制和调整拖拉机车身整体平衡度。信号采集模块可以对位移传感器、倾斜传感器两种检测装置所传输的模拟信号进行实时、全面的采集。系统在实际操作时，应用PLC技术，可以实时检测倾斜角信号值，并将最终的检测结果与系统既定的极限值进行比较，如果倾斜角信号值低于系统极限值，则系统暂停调节指令的发出；反之，系统会自动发出调节指令，从而达到自适应调节和控制拖拉机车身平衡度的目的。

2.2PLC在电气自动化控制装置中的应用

2.2.1FCS系统和DCS系统应用

PLC自动化技术在具体应用时，通常会用到FCS系统和DCS系统。在应用FCS系统时，为充分发挥和利用PLC自动化技术的应用优势，需要借助现场总线控制模式，完成对通信网络的搭建，以突出可操作性，从而为机械电气自动化控制提供安全、稳定的网络运行环境，便于相关人员安全、可靠地传输相关数据，从而提高生产效率和质量。此外，还要重视对多种电气控制装置功能的设计和实现，便于工作人员更好地进行生产活动。在科学技术的不断推广和普及下，FCS系统技术方案逐渐向便捷化、自动化方向发展，完全符合某些工作的自动化实施要求，使得装置自身的应用效果最大化提升。在应用DCS系统时，需要借助分散式控制模式，同时，还能及时发现和处理危险区域，保证系统运行的稳定性和可靠性。应用DCS系统，可以为电气控制打造安全、可靠的应用环境。同时，借助PLC自动化技术，可以实现对现场控制站运行状态的监控和优化，使得该控制装置运行性能得以显著提升。一旦该控制装置出现故障问题，应用DCS系统，也可以将相关故障问题快速上传到控制平台中，便于相关维修人员快速解决和处理装置故障问题，从而提高该装置的运行性能，延长其使用寿命。

2.2.2系统硬件设计

该控制装置硬件主要是由PLC、输出端口、旋转编码器等部分组成。硬件信息设置具体内容如下：选用的PLC型号为FX2N-32MR；选用的液压马达型号为BMRD-160-AG5C；选用的旋转编码器型号为E6R-AG5C；选用的触摸屏型号为GT1000；选用的比例放大器型号为E6R-AG5C；选用的比例调速阀型号为XQP5C3FSG001；选用的模拟量输出模块型号为FX2N-2AD；选用的报警喇叭型号为JSL-2DLED；选用的指示灯型号为LAY50。

2.2.3控制方案设计

1）PLC自动化控制设计。PLC主要是由输入模块、处理器模块、存储器模块等部分组成。首先，为提高农作物播种质量和效率，需要对相关数据进行市场扫描和处理，以实现采样准确输入。其次，在执行程序命令的基础上，不断地更新和输出相关数据。在执行程序命令期间，要按照从上到下、从左到右的顺序，依次扫描相关信息数据，同时，还要对逻辑线圈进行实时调整和控制，从而达到智能化调节系统施水量的目的。当程序命令执行结束后，PLC需要对数据进行刷新处理，并结合系统指令，精确化驱动处理相关设施。2）显示模块设计。显示模块主要用于对测速、脉冲信号的实时化采集和显示。为防止机械装置在实际运行期间因出现打滑而降低数据采集的真实性和精确度，在设计显示模块时，要采用同轴连接的方式，将地轮与编码器进行有效连接，从而达到精确化采集相关数据的目的。此外，还要结合相关控制方案，将8个LED设备科学地设置到系统中，并对这些设备进行并联处理，然后，借助LED显示屏幕，完整化、实时化显示水位高度、故障信息等，从而达到智能化控制播种机运行状态的目的。这表明：显示模块设计在有效提高播种机运行性能、保证农作物播种质量和效率、降低播种成本等方面具有重要作用。

2.3PLC在航空装备产品加工机械电气自动化控制装置中的应用

2.3.1PLC自动化控制设计

结合农产品加工需求，确定PLC自动化控制设计流程。技术人员要严格借助该控制设计流程，对加工机械电气自动化控制装置进行科学设计。

2.3.2硬件设计

为保证系统硬件设计质量，需要将开关量输出量设置为9个，将开关量输入量设置为3个，将模拟量输入量设置为2个。在选择相关设计方案时，要结合继电器型号，选用合适的PLC控制方案，从而最大限度地提高农产品控制效率。在系统硬件中选用开关量输入模块时，优先选用FX2N-32MR的输入设备。此外，借助总线方式，将触摸屏与PLC进行有效连接。在此基础上，将热电偶输入扩展模块与FX2N32MR输入设备进行有效结合，保证两路输入的稳定性。同时，还要选用型号为PT100的数字传感器。

3结语

在技术的迅猛发展下，机械电气自动化水平不断提升，有效地提高了生产的质量和效率。近年来，PLC自动化技术被广泛地应用于机械电气控制中，实现了生产自动化、高效化控制，进一步扩大了发展规模。所以，在PLC自动化技术的应用背景下，强化对机械电气控制装置的设计，促使机械行业健康、可持续发展显得尤为重要。

参考文献

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