机电控制技术及运用分析

郭惠聪

摘要：本文大概阐述PLC控制的基本应用情况与特点等。重点讨论在机电控制方面的运用，以电梯机电系统控制为例，分别讨论PLC系统软硬件方面的有关内容。通过分析PLC技术的现实运用，再度强调此类技术在机电控制的作用。以供讨论。

关键词：机电控制;PLC;提升机

引言

近些年，各领域的机电装置及系统，均表现出较佳的自动化程度，使得大量工业生产环节，解放劳动力，提升作业的安全性与效率。基于此，对机电设备的控制方式，也从原本的传统控制方式，发展成更具效益的PLC系统。下文以PLC为主要内容，分析现代机电控制技术。

一、PLC控制技术

（一）PLC特点

PLC属于一项投入到工业领域自动化控制的计算机，本质上是一种计算机的控制技术。其和常规的微机类似，将CPU当成处理器，以完成运算及信息保存。PLC的运行特点，可归纳为：

一是稳定可靠，PLC不必运用过多的各类元件，实际接线并不多，并且运维难度低，修理的时长较短。同时，在PLC中拥有极为可靠的模式，比如冗余设计，切实提升运行的可靠性。PLC编程及操作等均极为简单，通常不会出现操作失误的情况。硬件配置上，运用高稳定性的举措，比如断电保护、屏蔽干扰等。软件上则借助滤波及自身段等，保障基本的稳定性。

二是易操作，具体体现在：首先，PLC操作涉及到程序输入及更改，而大部分编程器均能支持输入及更改，同时还能显示出相应资料，在规模较大的PLC中，还配备CBT屏幕。其次，编程便利，支持应用不同的设计语言。按照电气技术员的角度来讲，因为梯形图和电气的原理图比较类似，所以其对此感到的理解难度较低。最后，便于维修，PLC带有自诊断的性能，使得对于实际的后续运维技术员自身能力，有相对较低的标准。在系统出现异常后，能由软硬件实行自诊断，迅速锁定异常位置，方便维修。

三是灵活，具体反应在编程、扩展与操作上。首先，编程中可运用梯形图、功能表图等语言，由于处理方法的多元化，促使整个编程能够灵活运转。其次，扩展方面的灵活度是PLC最为突出的特征，能按照系统控制规模的差异，调整容量、功能等。最后，操作上的灵活度，促使对于机电系统的监视及控制，均比较简单。

国内在此项技术上的运用时间角度，而从根本上来讲，电频控制是由常规PLC延伸而来，在落实其设计中，同样需按照现实工作条件，开展实地设计，以保障机电控制和环境的适应度。相关的编程语言，能运用可视化的形式，而且程序设计者不必拥有极高的专业能力。同时，PLC电频的机电控制下，操作员可通过触摸屏完成控制，和常规的显示器比较，提升人机交互的便利性。由于此项电频控制的实际运用特征，让其在诸多机电系统中，均有使用。

（二）PLC控制电梯

电梯机电控制中，利用PLC技术，可基于系统该软件，完成自动化的控制操作，促使机电控制过程的可靠性得以全面提升。在PLC控制下，能直接取代选层装置和大多数的继电装置，使得整个控制系统的架构，更为简单，同时，连接线路的数量也随之减少。在该种简单的构成系统中，能够应对各类比较复杂的机电控制任务，可根据现实需求，调整系统的控制功能。另外，PLC控制下，能对电梯的运行状态，进行全天候监测，并可以及时发出报警信息，提升电梯的运行稳定性，同时方便日常检修。此外，PLC控制支持进行群控调配及管控，能提升电梯的使用效率。如果在系统装设并投入使用后，需要调整机电控制计划时，无需改变原本的硬件线路，直接调整相关参数即可[1]。

二、PLC电梯机电控制的应用

本文以电梯机电控制为例，常规机电系统，配备的控制方法通常是以选层装置继电器为主。而在电梯运行的自动化程度持续加深中，所需的安全要求也比较高，原本继电器的处理方法，应用问题逐渐显现，具体为设计时间长、适应力不足等，给垂直交通的运行过程，带来较多的隐患。另外，常规机电控制装置，平日养护的任务量也较大，如果系统发生异常，会直接对正常作业造成干扰，并要经历较长的恢复周期。如此种种，均无法满足现代电梯运行要求。而借助PLC的运用，可切实处理以上不足。

（一）控制系统硬件

基于PLC的电梯机电控制系统，与其他形式的控制系统类似，均需包含信号与拖动两块。而该系统中，具体的硬件部分，涉及到主机、机械、指层器、主拖动与轿厢操纵盘等。对于此的设计思路，如下所述：

信号控制部分，通常是通过软件达成，能输入的信号指令包括：运行模式、光电脉冲、平层信号、层站召唤等。在电梯机电控制中，要求满足的功能有：除底层与顶层外，其他所有楼层，均设置升降的呼叫按钮，在轿厢达到指定楼层后，支持自动及手动的开关控制。在轿厢内部，显示升降方向、当前楼层等。通常情况下，轿厢开启后，会在相应楼层停留5秒左右，而后自动关上。乘客通过在轿厢中的控制盘下达指令，轿厢会根据楼层的顺序，依次停站。另外，在PLC控制下，电梯还具备自动定向的功能，在通过轿厢内的按钮进行控制中，如果指令对应的方向和当前升降方向不符，则会自动保持当前运行状态，而后调整方向。

以单台电梯形式为例，支持进行手柄、按钮及信号等诸多控制方法，对于乘客电梯，绝大部分是集选控制模式。一方面，在轿厢下集选控中，全部设定在内轿厢及厅门均能实施下行控制。而在轿厢正在上行中，仅服从轿厢的控制，直到顶层，随后自动调整方向，服从包括厅门在内的控制。另一方面，全集选的控制模式，会服从全部厅门与轿厢的控制，在上行过程中，会完成所有的向上控制，达到顶层后，开始应答下行的控制指令。在确定I/O的点数中，比如是七层电梯系统，要结合相应所需的控制开关，装置通常会设置二十个输入点以及十三个输出点，以此支撑基本的机电控制，并保留10%-15%的冗余[2]。

（二）系统软件设计

1.PLC选型

本文讨论的电梯机电控制案例，其系统包含六层，涉及到较多的开关与模拟量。围绕开关量控制的系统，通常呈现出的响应效率能适应电梯的应用需要。而且对于小规模的PLC，相较于模块式，整体式结构实际投入的造价更少，同时占用空间也更小。基于對不同方面的考量，最终确定FX2N，该PLC的配置调整灵活较高，不包括主机模块在内，能够继续扩展设置诸多其他的模块，而且其控制的指令内容比较多元化，支持的指令数量多达百余条，同时落实指令的运行效率较高。另外，其能设置继电装置，同时，该系统应用预制配套的软件，对应的编程语言，也比较丰富，能够对系统实行动态监控。

2.主电路

以交流双速电梯为例，在主电路中，设置专门用在电梯系统中的异步电动机，并搭配正反转的接触装置，确保对轿厢进行不同垂直方向的控制。同时，还配有高低速的接触装置，支持轿厢运行速度的控制。此外，还有启动加速装置、减速制度装置，控制制动状态下的加速度。在供应电源后，轿厢会开始不同方向上的启动，使启动加速装置实现通电，之后切除整个线路的电抗与电阻，保持轿厢的匀速运行。在轿厢停在相应楼层后，系统电机自动调整到低速状态，同时开启阻抗制动，以保持轿厢的低速上下行状态。而后注意开启减速的制度装置，以把握电梯制动期间的强度，以免停车给轿厢内的乘客，带来较差的体验。电梯到达平层后，所有接触均切断[3]。

结束语：如今，PLC已然在电梯机电的控制方面，呈现出广阔的运用态势。而此从某种程度上证明了该项现代化技术，对于相关的机电装置系统的升级改造，有一定的拓展前景。借助可视化的编程程序，提高机电控制的人性化程度，更好适应机电运行。

参考文献：

[1]徐凤辉.机电一体化中的自动控制系统设计[J].集成电路应用，2021，（10）：58-59.

[2]孙里洪.浅谈机械自动化控制中的PLC技术[J].科技与创新，2021，（06）：116-117+119.

[3]解向阳，孔宁宁.智能控制技术在机电控制系统中的应用[J].造纸装备及材料，2021，（06）：106-107+110.