浅谈机械电气控制装置中PLC技术的应用

    聂伍兵　谭洯

    摘 要：随着时代的进步和社会经济的发展，我国工业化程度越来越高，在工业生产中，也开始大力应用计算机控制技术，这样就逐渐产生了工业控制计算机，在很大程度上提升了它的技术、产品以及应用。本文简要分析了机械电气控制装置中PLC技术的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。

    关键词：机械；电气控制；PLC技术

    随着时代的发展，自动化技术得到了较快的发展，一般可以划分为三个层次的飞跃，前两次主要是以微电子技术为基础的模拟信号主导的电子装置和自动化仪表盘和以计算机高速运算为主的大型控制系统等，而现场总线技术的发展则是自动化技术的第三次飞跃，这种控制系统有效集成了现代计算机、通信以及控制技术。

    1 机械电气控制概述

    现场总线技术的发展，带来了自动化技术的第三次革新，它有效集成了现代计算机技术、通信技术以及控制技术。在不断发展过程中，逐渐出现了可编程控制器，也就是我们所讲的PLC技术。其中，PLC技术主要是在七十年代出现的，然后投入应用到汽车工业，到了九十年代，在很大程度上提高了PLC技术的处理速度、运算和控制功能。如今，在产品的连续生产和批量生产的过程中，已经开始广泛应用以PLC为基础的PID回路，并且如今也开始广泛应用基于PLC技术的DCS控制系统。在DCS技术的基础上，逐渐发展起来了FCS控制系统，它将突破DCS的专用通信网络限制，另外对其结构进行了调整，这样就可以在现场完全安排控制功能。

    2 控制技术类型

    通过研究发现，目前在产品的生产中应用PLC技术，主要有两种形式，分别是集散控制系统和现场总线控制系统。具体来说，包括这些方面的内容：

    一是集散型控制系统DCS：DCS控制系统主要是控制危险性分散、管理以及显示集中。它将计算机技术、控制技术以及通讯技术等给综合了起来，通过一些特定网络，有效连接生产部门，如现场控制站、监测站等，以此来形成了综合控制系统，促使分散控制集中操作管理目的得到有效实现。DCS系统主要可以分为三个组成部分，分别是控制部分、显示部分以及通信总线，其中，通信总线可以有效连接控制部分和显示部分，这样控制系统就可以形成一个完整的整体。在设计过程中，将危险分散和信息集中的原则给落实了下去。现代DCS控制系统主要是高度集中信息，同时优化用户对生产全过程的管理调度。

    二是现场总线型控制系统FCS：FCS控制系统主要是连接智能现场设备和自动系统中的各种结构，可以对双向、多节点以及总线式的全数字通讯进行支持。它包括几个组成部分，如最底层的控制网、各个控制节点、现场环境等。这样一个完善的分布式控制体系结构就形成了，如今已经被广泛应用到工业自动化领域内。

    三是类型确定：需要从多个角度来论证对比基于PLC技术为主导的控制系统，而最为基本的就是对比控制系统类型。在DCS基础上，逐渐发展起来了FCS，它代表了自动化技术的发展方向，虽然成熟度不如DCS高，但是却有着其他的多种优势，如不需要较高的成本、有着较为简单的结构以及分散的控制功能等，同时，互操作性也是其所具备的，那么DCS必将会被FCS所替代。

    3 一种电气控制装置的设计

    一是原理图：因为有着诸多不同存在于控制系统和规模等方面，那么在结构原理图方面也存在着较大的差异；在设计初期，就需要对其进行辨认和解读工作。首先要对电路中的用电设备进行清晰的认识，如电动机、电气设备等。将主电路的控制电器和保护电器给认清楚。还需要结合具体的需求来检查电源。在原理图中，需要将分析控制电路、分析主电路以及分析信号等作为研究的重点。并且在设计的过程中，需要不断的思考。

    二是PLC系统设计与选择：本文以某袋装货物分包器为例，分析了如何进行基于PLC技术的控制系统设计，它主要包括拦包机、导料摆板、气动系统以及电气控制系统等方面，主要功能是这样的，将多组光电感应器放置在分料皮带上，对进包情况进行识别。并且PLC还可以用时间来换算进包距离。通过软件，来促使操作台上的开关控制得以实现，还可以对一次进包数目进行设定；如果有拥堵现象出现，可以实现自动断电，做好自我保护工作。因此，就可以控制I/0点数为40点，输入输出分别为24点和16点。

    三是通信网络设计：在控制系统设计过程中，PLC通信网络也是非常重要的一个方面，它主要包括两种，分别是通信网络和控制网络，对控制任务共同完成。在配置各级子网的过程中，可以将三级构成或者四级构成给应用过来，将通用协议配置于高层子网中；将公司专用协议配置于底层或者中层子网中，并且将主从总线1比N的通信方式给应用过来。在选取通信系统的过程中，主要是应用PLCRS422总线上位连接系统，最后对通信程序设计以及人机界面监控程序设计进行设定。

    四是接地设计：通过接地设计，可以促使抗干扰力以及安全系数得到提高，但是电路和系统的任意接地，反而会对工作的稳定性造成影响，因此，就需要结合具体工程情况，进行科学的探讨。通过研究发现，因为本控制系统是集中分散式的，直接短接了控制电路板OA和OD，可以有效阻抗机体，同时机器也不会过大程度上受到振动的影响。

    4 结语

    通过上文的叙述分析我们可以得知，随着时代的进步和科学技术的发展，PLC技术得到了迅速发展和广泛应用；本文以某分包机控制系统为例，分析了PLC技术的应用；实践研究表明，有着较为良好的安全稳定性能，在很大程度上提升了工作效率，促使人力资源和物力资源得到很大程度的节约。相关的设计人员需要不断的努力，提升自身专业技术水平，总结设计经验，设计出更好的机械电气控制装置。

    参考文献：

    [1]王小江.机械电气控制装置中的PLC应用的几点思考[J].电源技术应用，2013，2（11）：123-125.

    [2]谢学峰.机械电气控制装置中的PLC应用[J].企业导报，2012，2（16）：99-101.

    [3]程香.PLC技术在机械电气控制装置中的应用[J].科技传播，2013，2（15）：66-68.