浅谈基于PLC的机电设备智能控制系统设计

浅谈基于PLC的机电设备智能控制系统设计

施海波

身份证号码：130921199302095430

摘要：随着科技的不断发展，机电设备在各行各业中的应用越来越广泛。而机电设备的运行状态和控制方式直接影响生产效率和安全性。因此，如何对机电设备进行智能化控制成为一个重要的课题。PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统，它可以实现对机电设备的精准控制。本文将从PLC的基本原理出发，介绍基于PLC的机电设备智能控制系统的设计。

关键词：PLC；机电设备；智能控制

引言

机电设备智能控制系统是一种基于PLC（ProgrammableLogicController）技术的自动化控制系统。该系统结合了机械、电气和计算机控制技术，可以实现对工业生产过程中的机电设备进行自动控制、监测和调节。该系统具有可编程性、高效性、可靠性和安全性等优点，广泛应用于各种工业生产领域。如汽车制造、机械制造、航空航天、轨道交通等。它可以提高生产效率和质量，降低设备维护成本和停机时间，同时还可以提高员工的工作效率和安全性。随着智能制造和工业互联网的发展，机电设备智能控制系统将会越来越普及，成为未来工业生产的重要组成部分。

1、PLC技术的原理

PLC技术指的是要将计算机技术引入到生产中，代替传统的继电器进行相关工作的技术方法，作为可编程控制器，PLC技术的硬件组成方式和人们常用的计算机具有一定的相似性，其中涵盖了多个构成部分，包括通信功能单元、控制芯片、输入输出单元。在对PLC技术进行应用的过程中，取代原有的继电器控制技术，控制线路有所简化，因此广泛应用于工业领域内，在编写程序时利用了可视化的梯形图语言，直观的展示出程序结构和程序的运行状态。调试人员对PLC技术进行运用，建立起外围控制电路编写控制程序，进行PLC控制系统的开发，周期短，先进性强，工作人员可以更精准的掌握机电设备的运行情况。分析PLC控制系统的运行原理，PLC控制系统的运行过程中输入采样是基本的环节，这对PLC控制的质量效率具有决定性的作用。

在输入采样的过程中应用到了扫描仪设备，该设备具有全方位的功能，可以对作业面进行扫描，存储扫描信息，对扫描信息展开分析和处理，单独保存数据。后期的扫描数据不会对已经存储起来的扫描信息进行干扰，在妥善的保存管理中，防范了数据丢失的问题，完成了输入采样之后，PLC控制系统对扫描到的信息要进行分析，利用梯形模式图分析、确认用户程序，将结果显示到操作界面中。工作人员可以通过观看计算机中的处理结果，对真实、全面的数据信息进行应用，在计算的过程中，按照一定的先后顺序，对于盲目计算的问题进行防治，保证控制系统数据信息的完善性、真实性。在完成了前两个阶段的运行工作之后，进入到了刷新数据的阶段，控制系统会对前两个阶段扫描到的信息进行总结，输出结论，PLC控制系统的运行体现出了先进科技的优势，将该技术运用到煤矿机电设备中，取得了明显的技术应用成果，具有显著的先进性、科技性优势。

2智能控制系统分类

1)专家控制系统。专家控制系统主要是将工业经验整合到计算机系统中，使计算机控制系统具备可调节功能。系统在驱动过程中，通过指令传输功能将信息反馈给专家控制系统，并根据已建立的驱动程序进行处理。专家控制系统在这一过程中掌握的理论知识是后期控制实践的基础。

2)分级递阶控制系统。该控制系统的应用需要基于自组织功能，有结构、有组织地关联各类不同层级，在整个系统的驱动下，各子系统执行某一功能时可以实现协调控制，提高其实际驱动效果。

3)神经网络系统。智能控制系统中最常见的1种形式就是人工神经网络系统，它使用精确的神经网络算法实现预测控制功能，通过多线程控制机制完成既定控制功能的思维化和模拟化处理。控制精度的提高可通过整个过程的自匹配和自组织功能实现。

4)模糊控制系统。模糊控制是基于专家模糊控制系统，分析、控制不同的数据操控层面，整个过程的多层知识结构最大限度地保证了控制系统的智能化。模糊控制功能的实现机制方面，既定控制系统逻辑推理是以固定规则完成的，提高了数据处理的准确性。

3基于PLC的机电设备智能控制系统设计

3.1人机界面设计

在机电设备智能控制系统中，操作界面是用户与系统之间的重要桥梁。设计操作界面可以提供直观、简单、易用的操作方式，帮助用户实现对机械设备的监测和控制。常用的操作界面包括图形界面和文本界面。图形界面以图像化的方式呈现设备的状态和控制信息，包括设备的运行状态、传感器的数据、执行器的控制等。图形界面具有直观、可视、易操作的特点，适用于对设备状态进行实时监测和控制。而文本界面以文字化的方式呈现设备的状态和控制信息，包括设备的运行状态、传感器的数据、执行器的控制等。文本界面具有简单、实用、可靠的特点，适用于对设备状态进行离线检查和故障排除。

3.2数据通信协议设计

在机电设备智能控制系统中，数据通信协议是实现设备之间互联互通的关键技术。设计数据通信协议可以实现机械设备之间的数据共享和协同控制，提高生产效率和质量。设计数据通信协议需要考虑数据传输速度、数据格式、数据压缩和加密等方面。常用的数据通信协议包括TCP/IP、Modbus等。TCP/IP协议是一种广泛应用于计算机网络中的通信协议，可以实现高速数据传输和远程控制。在机电设备智能控制系统中，TCP/IP协议可以实现设备之间的数据共享和远程监测。Modbus协议是一种广泛应用于工业控制领域的通信协议，可以实现多设备之间的数据传输和控制。在机电设备智能控制系统中，Modbus协议可以实现多设备之间的协同控制和数据共享。设计数据通信协议可以实现机械设备之间的数据共享和协同控制，提高生产效率和质量。同时，还可以保证设备之间的数据传输速度、数据格式、数据压缩和加密等方面的稳定性和可靠性。

3.3数据存储和分析系统设计

设计数据存储和分析系统可以实现对机电设备工作数据的存储和分析，以便优化设备的使用和维护。数据存储和分析系统应该包括数据采集、数据处理、数据存储和数据分析等组成部分。数据采集可以通过传感器和控制器等设备，实现对机械设备的实时监测和数据采集。数据处理可以对采集的数据进行清洗、处理和转换，保证数据的准确性和可用性。数据存储可以将处理后的数据存储到数据库或者云端存储中，以便后续的数据分析和使用。数据分析可以根据预设的算法和模型，对数据进行分析和挖掘，发现设备存在的问题并提出优化建议。设计数据存储和分析系统需要根据机械设备的实际情况和需求，确定数据采集的类型和数量，制定数据处理的逻辑和参数，并选用合适的数据存储和分析工具进行处理。数据存储和分析系统的设计应该考虑设备的可靠性和稳定性，同时，也要考虑数据的安全和隐私性。

结束语

本文介绍了基于PLC的机电设备智能控制系统的设计。通过对PLC的基本原理和机电设备智能控制系统的设计要点进行介绍，可以帮助读者更好地理解和掌握机电设备智能控制系统的设计方法和技术。未来，随着技术的不断发展和应用场景的不断扩展，该机电设备智能控制系统将会更加智能化、自适应和可持续化，为工业生产带来更多的便利和效益。

参考文献

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