机械电气控制装置PLC技术的应用

马飞

摘要：PLC技术在电气工程当中的应用十分常见，通过合理的应用，既可以大幅度提高生产效率，也可以满足自动化电气工程的需求。在科学技术持续发展的今天，PLC技术应用也迎来了新的机遇和挑战，获得了更大的发展空间，其控制能力也越来越强，促进了电气工程领域的创新与突破。因此，在实际应用的过程中，技术人员需要掌握好技术要求、方式以及效果等内容，发挥技术的最大化优势，促进电气工程行业的发展与进步，因而针对PLC技术在电气工程及其自动化控制进行分析是非常有必要的。

关键词：PLC技术;电气工程;自动化控制

引言

在现代社会发展过程中，电气工程以及电力生产是非常重要的环节，通过对电气生产以及电气工程进行自动化设计管控，可以在最大程度上实现电气工程技术的综合应用，确保PLC技术应用更加合理，也可以在电气工程技术应用中，实现对自动化技术的实施，确保项目应用合理。PLC技术在电气工程自动化控制中应用，可以完成控制程序编程，同时也可以完成对控制的综合应用分析，提升技术应用效果。

1PLC概述

可编程控制器即PLC，是一种在预先设定好的程序下自动运行，可进行开关量控制、模拟量控制、运动控制等的电气自动化控制装备。PLC要发挥作用，需要很多的配套装置，包括传感器、变频器等。PLC通过传感器获得机械设备的工况信息，并在CPU上进行处理，设定好程序中有关于控制程序启动的阈值，CPU根据传感器采集的信息判断是否达到阈值，进而判断是否需要调整机械设备的运行参数，若需要调整则转换信号，向机械设备的控制装置如变频器发送指令，通过调频来实现对机械设备的自动控制。

2应用优势

PLC控制技术具有可靠性强、编程简单、组态灵活、功能齐全的优势。可靠性强优势体现为PLC控制器采取单片微型计算机设计方法，应用大规模电路集成技术，并具备电路保护和故障自诊断使用功能，不易出现运行故障。编程简单优势体现为PLC控制程序采取由16及以上命令语句组成的梯形图，梯形图形象简单、易于掌握，编程人员无需具备计算机专业知识也可完成编程作业。组态灵活优势体现为系统采取积木式结构，由若干功能模块简单组合形成，在工艺流程、控制需求发生变化时，直接对功能模块种类数量加以调整，即可改变PLC控制系统的规模体量及使用功能。功能齐全优势体现为系统具备开关量控制、模拟量控制、数字量控制、故障自诊断与故障报警等多项使用功能，可满足绝大多数工业环境的机械设备控制需求。

3PLC技术在机械设备电气自动化控制中的应用

（1）顺序开关控制。在顺序开关控制中，预先在PLC程序中设定控制方案，PLC系统在启动后按预定动作顺序向各执行机构下达特定功能指令，有序控制机械设备执行动作，完成生产任务。同时，在系统中建立输出信号反馈机制，在上一步骤执行完毕后，向系统反馈前一步的电信号，将其作为执行下一步机械动作指令与发出转换主令信号的条件，如果上一步骤动作执行有误或未得到执行，将无法执行后续的受控机械动作，避免出现动作顺序错乱问题。例如，在液压滑台工作期间，由PLC控制器下达液压滑台启动指令，控制滑台移动至接近工件处停下，反馈转换信号，确定满足转换条件后，切换至工件进给状态，加工工件，在加工完毕后重复反馈转换信号与判断转换条件的步骤，控制滑台退回起始位置后停止。传统继电器控制系统是采取线路元器件顺序开关的控制方法，因设备结构复杂和受外部环境干扰，控制精度较差，易出现设备拒动和误控问题。而对PLC技术的应用，凭借得电自锁程序，可以在完全满足转换、步进条件后再输出步进条件信号，彻底解决拒动、误控问题，保证系统稳定运行。

（2）开关量逻辑控制。在开关量逻辑控制场景中，PLC技术的优势价值体现为，PLC系统具有强大的数据处理与逻辑运算能力，既可以实现定时、顺序步进与计数等多种逻辑控制方式，同时，还可以解决开环控制无法根据控制结果反馈信息来调节系统的问题，根据现场监测信号来判断系统运行状况及感知外部环境，准确计算和预测机械设备运行轨迹，根据判断、预测结果来调节开关量与切换系统控制方式，从而强化机械设备PLC控制系统的环境自适应与自控纠偏能力，避免产生过大控制误差和出现运行故障。

（3）数据采集监控。在数据采集监控中，PLC控制系统具备多元化使用功能，可以做到对现场环境及生产过程的全面反映、跟踪监控，这也是实现顺序开关控制、闭环控制、开关量逻辑控制等使用功能的重要前提，具体包括现场监测、数据集中显示、数据记录、预测分析等。其中，现场监测功能是通过布置的传感器装置，持续采集设备工作温度、线路電流电压、压力、转速、环境温度等现场监测信号，对数字信号进行解码处理后转换为可读取的模拟信号。数据集中显示功能是在系统界面以数字图表的形式集中显示现场监测数据、系统运行数据，帮助工作人员全面了解机械设备控制系统的实时运行状况，工作人员可以直接在触摸屏上点击功能栏来下达控制指令，提供人机操作服务。数据记录功能是将系统运行期间产生的信息数据导入PLC数据记录单元或个人电脑存储卡中进行保存，为后续故障诊断、设备检修、预测分析等操作的开展提供信息支持，如在故障诊断期间，启动溯源分析程序，分析故障出现前后的运行数据是否存在异常情况，从而判断故障类型、锁定故障点。而预测分析功能是采取预测算法，在数学模型中导入系统运行数据等相关信息，根据算法结果来预测未来一段时间的机械设备控制过程、论证控制效果，一般情况下可采取递推最小二乘参数辨识算法，搭配S7-300等型号的PLC辨识器。

结束语

机械设备电气自动控制普遍采取继电器控制技术，基于布线逻辑和接线程序实现输入/输出控制功能，此方法有着简单实用的优势。然而，随着生产工艺改进与生产环境变化，继电器控制系统暴露出控制功能单一、接线复杂、设备体积大、通用性差等问题，难以满足控制需求。通过PLC技术的应用，可以全面优化传统控制系统，解决实际问题，使电气自动控制能力发生质变，这也是机械设备电气自动控制体系的必然发展趋势。

参考文献

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