探究机电自动化控制中PLC技术的应用

2021-12-27史亚男

科学与信息化 2021年18期

史亚男

国电联合动力技术（保定）有限公司河北保定 071000

引言

PLC技术因为具备定时、计数以及储存的功能，所以在工业发展中得到了重点应用，PLC技术中所应用的硬件类似于微型计算机，具体包括了中央处理器、储存器和电源等。随着工业的高速发展，为了提升整体效率，机电自动化控制逐渐受到了更多人的关注，而在应用PLC技术的过程中，因为其应用起来较为简单且适应能力较强，所以得到了广泛的应用。

1 PLC技术的概念和特点分析

所谓PLC技术，是指利用微处理技术来将计算机、互联网、通信和自动控制技术相结合，从而组成为工业控制装置，这项技术最早出现于20世纪70年代，并在汽车制造中获得了不错的效果。随着计算机和互联网技术的发展，PLC技术逐渐得到了完善，所能够应用的领域范围也在不断增加，逐渐形成了计算机、电气设备和仪表的一体化控制模式，结合当前的科技发展情况，PLC技术逐渐成为一种开放式的控制体系。PLC技术有着较强的可靠程度和抗干扰能力，相比于传统控制系统，PLC技术的稳定性和准确性更高，同时操作系统也十分的简单，操作便捷。PLC技术的应用中常常采用的是梯形图编程方式来实现自动化控制，这样的编程方式是更多的人所能够接受的，在方便PLC系统方案安装的同时，后期维护也更加的方便[1]。

2 PLC技术的组成和可行性分析

在机电自动化控制中所涉及的方式主要包括以下两种，首先是PLC技术的控制，其次是继电器的控制，从目前的情况来看，在采用继电器来实现机电自动化控制时存在着一定的缺陷问题，难以满足生产的实际需求，对于机电设备运行和生产形成了一定的阻碍。而通过PLC技术来实现自动化控制获得了非常好的效果，所以这一技术的应用得到了推广，在系统设计的过程中需要考虑到工业环境，同时也要考虑到设备性能、储存容量、计算能力、控制能力和编程系统等等，实现控制量和模拟量的结合，优化对机械设备运行的控制。

PLC技术硬件部分主要包括了输入输出电路、储存器、CPU板等等，这里将分别对这几个硬件部分进行一一分析，首先是输入输出电路，输入电路主要是由交流和直流输入来组合而成，输入电路主要负责对输入设备信号进行接收，通过光电耦合装置来对信号进行控制和隔离，然后通过程序编码的方式将其转化成为PLC信号格式，接着通过CPU读取这部分信号，将其传输到储存设备当中。其次是CPU板，这部分也是PLC技术的核心所在，其中包括了处理器、储存器和并行、串行接口等等，CPU板的作用为程序的控制和运算，对于系统部件和逻辑运算等都有着重要的管理意义，在PLC技术中所存在的储存设备有着针对各个系统的储存功能，而并行和串行接口则是实现信息交换的桥梁。第三是储存装置的扩展接口，该接口是随机和只读储存设备所应用的扩展卡盒，其中较为常见的是COMSROM、COMS、EEPROM这几种卡盒，其中COMSROM和COMS能够提供备用电量，在断电时确保不会出现数据丢失的情况。EEPROM卡盒也同样能够确保断电或者停电时不会出现数据丢失，专用的编程装置能够进行擦除操作。可擦除可编程的ROM卡盒，需要采用相应的编程器来进行写入，将完成调试过程的储存资料写入到ROM当中，可在擦写时通过紫外线进行芯片的照射，从而实现数据的擦除，在这个过程中如果拥有足够的编程电压可以实现重复性的编程[2]。

3 PLC技术在机电自动化控制中的应用

3.1 PLC技术在电梯控制中的应用

因为PLC技术本身的抗干扰能力较强且操作起来简单，在整个运行中较为稳定安全，所以这一技术在电梯控制中得到了应用，且成为当前电梯自动化控制的重要组成部分。在电梯控制中应用PLC技术的优势主要包括以下几个方面：首先，通过应用PLC技术能够大幅度的降低电梯故障概率，以往在应用继电器时常常会出现老化现象，但PLC技术能够有效解决这方面的问题。其次，通过应用PLC技术能够强化电梯控制系统所具备的功能性，当出现断电或者停电的情况通过PLC技术可保证电梯持续运行一段时间，避免安全问题的出现。最后，通过应用PLC技术能够使得机电设备拥有更强的安全性，且在日常的维护工作中也更加便捷，同时在对其进行安装时也更加简便，有着比较强大的功能。利用PLC技术来替换继电器，也可以实现继电器中PLC模块的安装，使得接线和连线之间能够进行连接，在维修时只需要安装模板插入部件，即可通过诊断指示装置来对部件状态进行监测[3]。

3.2 PLC技术在开关控制中的应用

在机电控制中运用PLC技术能够将其看作为一种编程储存器，从而加入到虚拟继电器的运行当中，在进行开关控制时，继电器往往需要花费较长的反应时间，且无法在这个过程中做到短路保护效果，在对PLC技术进行应用后，对于这方面的不足进行了弥补，通过自动切换系统来对继电器长时间反映问题进行解决，减少反应时间的同时也保证了系统的整体运行效率。

3.3 PLC技术在机床电气控制中的应用

在进行机床加工时，容易出现液压和电气之间的衔接问题，且一旦出现了这样的问题很难做到提前的排除，所以有必要应用PLC技术，在机床电气控制中对于PLC技术进行应用，替代了之前的接触器，对时间精确程度进行有效的改善，让控制装置能够对设备情况进行实时显示，从而将控制监管和故障报警结合在一起，提升电气设备的运行效率[4]。

3.4 PLC技术在顺序控制中的应用

在汽车行业当中通过运用PLC技术能够实现对操作顺序的有效控制，这个过程中能够发挥出PLC技术在顺序控制上的优势特点。汽车生产包括了冲压、焊接、总装和涂装等环节，各个环节都离不开PLC技术的应用，例如在冲压环节当中除了控制机械手之外，其他的环节都需要应用到PLC技术，而在焊接传输控制上，一条生产线对于PLC的应用可能会达到八个以上，如果自动化控制的功能无法得到体现，那么就会对生产效率造成不利影响。所以需要科学设计自动化控制系统，通常情况下该系统包含了远程控制、主站层和现场传感装置，必须控制好这几个部分才能够将PLC技术的性能充分发挥出来，达到更好的顺序控制效果[5]。

3.5 PLC技术在火电控制中的应用

因为技术限制，目前在火电控制中主要采用的是电磁继电器，因为该继电器中的元件触点较多，所以当出现问题时会影响整个系统的运行。同时，继电器中的接线十分复杂，很难对故障进行有效的维修。而通过PLC技术的应用，则无须应用很多元件，从而减少触点，保持系统的稳定运行。另外，PLC技术具备自诊功能，能够在故障出现后自动进行系统保护，并发出信号，减少了故障带来了损害。通常来看，在火电控制当中，故障的发生无法做到完全避免，且在一般情况下故障都具备了非线性特点。因此，对于故障的诊断及维修成为火电控制工作中的重点问题。在此背景下，PLC技术在火电控制系统中的应用很好地解决了这一问题，提高了自动化控制系统的检测效率。此外，通过神经网络结构、专家系统等实现了对故障位置的精确计算，提高了其出现故障后诊断与维修工作的效率[6]。