PLC技术在机械电气控制装置中的应用分析
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作者: 王岩
摘 要 随着科学技术不断发展，机电一体化技术迅猛发展，目前已经在很多领域中发挥重要作用。PLC技术作为自动化领域的佼佼者，使其真正意义上应用到实际中，并充分的发挥作用，才是研制此项技术的意义。为此，文章就PLC技术如何有效、合理地应用于机械电气控制装置中展开分析和探讨。
关键词 PLC技术；机械电气控制装置；设计；应用
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）07-0128-02
1 PLC技术
PLC是一种建立在计算机技术和自动技术基础上的电子装置，采用具有可编程序功能的存储器，能够进行内部各种运算，并借助模拟式或数字式的输入输出接口，对各种机械产生过程进行控制。它是计算机技术与自动技术有效结合的体现，在当下这个信息时代中具有良好的应用性，能够更大程度的优化机械电气装置，提升机械电气控制装置应用水平。PLC技术是由CPU、存储器、外设编程器、输入出接口构成的，这使得此项技术具有多种优点，具体表现如下。
1）促进机电一体化的实现。PLC是通过计算机技术与自动技术有效结合后形成的一种电子装置，其质量好且轻，不会消耗较大的功率，安装与使用都非常的简单，在电气控制系统中应用能够对其进行合理而有效的优化和完善，促使电气控制系统向机电一体化的方向迈进。
2）适用于各种不同类型的电气控制系统。PLC技术具有处理数据、预算数据等功能，能够合理的应用不同电气控制系统中的数据，达到优化机械生产的目的。另外，PLC还能够有效的结合各种先进的科学技术对电气控制系统进行优化，从而满足机械工程发展的某些需要，以此来提高PLC的应用范围。
3）抗干扰能力强。以往所用应用的机械电气控制装置抗干扰性能较差，容易受到干扰而降低其应用效果，无法有效发挥装置的作用，相应的机械生产受到影响。但PLC技术的出现有效的弥补这一问题，因为它有效的利用大量集成电路技术，抵抗各种干扰，促使机械电气控制装置的性能提升，有效的进行机械生产，推动机械工程进步。
4）自我检测。PLC具有良好的自我检测功能，一旦其发生故障将会进行自我检测，并自动报警，促使工作人员能够及时发现PLC存在的故障，了解故障的原因，为更加准确的、合理的进行PLC维修创造条件。
总体来说，PLC是科学技术创新和发展的表现，其主要应用于机械工程中，作用于机械电气控制装置中，应用其多种优点对机械电气控制装置进行创新和优化，提高应用性，有效的应用于机械生产中，为促进机械工程更好的发展做出贡献。
2 PLC技术在机械电气控制装置中的类型
PLC技术在机械电气控制装置中应用是非常有必要的，它弥补了以往机械电气装置存在的不足，使机械电气控制装置的应用水平有很大程度的提高。目前，应用于机械电气装置中的PLC技术主要一两种类型存在，即FCS系统和DCS系统。
1）FCS系统。FCS系统的全称是现场总线型控制系统，其是PLC技术在机械电器装置中具体应用的形式之一，主要的作用是促使机械电器装置实现智能化和自动化。通过PLC技术构建的FCS系统就是一种通信网络，具有良好的应用性。因为，它是一种网络点多、双向的、总线式的一全新型的数字通信，可以为机械电器装置提供良好的网络环境，促使装置具有良好的网络进行数据传输和应用，从而优化机械生产。总体来说，FCS系统在机械专电气装置中主要是为其提供良好的网络服务，促使装置的功能在网络支持下更加智能，并自动完成某些项目，进而提升装置的应用效果。
2）DCS系统。DCS系统集散型控制系统。DCS系统是PLC技术在机械电气控制装置中应用的另一种形式。它在装置中的作用主要是对机械电气控制装置进行分散式的控制，集中式的管理，最大限度的分离装置中危险的部分，进而有效的监督与控制装置。简单来说，DCS系统的作用是保证机械电气控制装置安全、稳定、高效的应用。由PLC技术构成的DCS系统有效的利用计算机，促使DCS系统能够准确的接受监测站、现场控制站等场所的信息，通过信息的收集、处理、整合等，使控制装置达到最佳状态，一旦装置出现故障，将会在第一时间内获知，并对其故障部分进行有效的分散，重新调整装置，避免故障部分影响到整个装置的正常运行。当然，要想DCS系统能够在机械电气控制装置中充分的发挥其作用，需要保证组成此系统的通信总线、显示单元、控制单元等组成部分完好，组合成完整的、有效的DCS系统，保证DCS系统的功能能够正常的应用，为优化机械电气控制装置创造良好的条件。
3 PLC技术应用于机械电气控制装置的设计
为了保证PLC技术能够有效的应用于机械电气控制装置，需要进行一项必不可少的工作，即设计。只有设计出最适合的、最佳的PLC技术在机械电气控制装置应用方案，再按照这设计方案进行PLC技术的应用，才能够促使基于PLC技术的机械电气控制装置在机械生产中发挥重要的作用，为创造高质量的机械作出贡献。
1）确定PLC技术的应用类型。确定PLC技术类型是进行基于PLC技术的机械电气控制装置设计的首要工作。此项工作是开展整个设计环节的基础，确定PLC技术的应用类型是非常必要的。为了保证所选择的类型适用于机械电器装置中，需要结合机械电气控制装置的整体情况以及应用需要合理的进行选择。但就FCS系统和DCS系统两者来说，FCS系统的更为适合，其功能多、应用简单、按照方便、灵活性强、造价低、能够根据需要进行调整，是未来发展的一个趋势。PLC技术应用类型的确定是一项非常谨慎的工作，需要全面的、深入的、详细的、综合的考虑和分析后，做出最正确的选择。
2）原理图的分析。构建基于PLC技术的机械电气控制装置原理图是将整个设计思想实现在图纸上，通过图纸清晰明了的将整个设计展示出来，可以对设计进行分析和考虑，确定其是否存在与实际情况不符的部分，进而对整个设计进行调整。由于基于PLC技术的机械电气控制装置需要注意的关键点是主电路、控制电路、保护环节、信号等，在分析原理图时注意加强这几方面的分析，最大限度的提高整个原理图的应用价值，促使其能够为PLC技术应用于机械电气控制装置中做铺垫。 3）PLC控制系统的设计选择。PLC控制系统的设计选择是整个设计环节的重点，保证这一部分设计的合理、有效、完整、规范至关重要。PLC控制系统的设计比较复杂，容易出现问题或遗漏某个细节，而影响整个设计效果，需要重新设计。为了能够在有效的时间内设计出最佳的PLC控制系统，需要慎重的进行设计。笔者为了能够有效的说明PLC控制系统的设计，在此以煤炭分装器来形象的表述。煤炭分装器是由电气控制系统、气动系统、拦包机、导料摆板等组成的，其工作原理是应用光电感应辨认煤炭装箱的具体情况，应用PLC系统来计算煤炭装箱所需时间，并控制整个煤炭装箱过程，保证煤炭装箱在计划的时间内完成。在进行煤炭分装器PLC控制系统设计时从PLC控制系统在分装器中的作用出发，合理的分析PLC控制系统在分装器中发挥的功能，按照PLC控制系统各个功能应用步骤，进行PLC控制系统每个功能的设计，进而有效的将各个部分的设计组合在一起过程，构成完整的PLC控制系统。
4）通信网络的设计。通信网络设计是促使基于PLC技术的机械电器装置实现智能化和自动化的关键。此部分的设计主要结合当前通信网络的整体环境以及装置对网络的需求，从而进行通信网络的设计，设计出以PLC总线为基础的高层子网配置、中层子网配置以及其他支持通信网络的子网配置。
4 PLC技术在机械电气控制装置的应用
对于PLC技术在机械电气控制装置的应用本文通过PLC技术在空气压缩机和选煤控制系统中的具体来说明PLC技术的应用效果。
1）PLC技术在空气压缩机中的应用。以往应用于煤炭生产中的空气压缩机主要是通过单片机和工控机来发挥机器的作用，但其应用效果不佳，常表现为监测不准确、容易受到干扰等情况，促使其对煤炭的生产效率有很大的影响。另外，传统的空气压缩机在多很多方面都无法达到《煤矿安全生产刚要》的相关要求，不符我国法律的要求，容易出现安全事故。基于PLC技术的空气压缩机是通过为微机控制技术和自动控制技术来根据煤炭生产作业的实际情况对空气压缩机进行调整，进行实现安全的、稳定的、高效的、规范的运行。微机控制技术能够通过收集温度压力变送器、断水装置等设备的信息，经过CPU处理，进而有效的分析煤矿生产作业的整体情况，发出指令，自动控制系统接收到指令后自动调整空气压缩机，使其按照需要进行有效的运用。
2）PLC技术在选煤控制系统中的应用。由于不同煤矿企业所应用的选煤控制系统不同。笔者就某煤矿企业所应用的SIMATICTI545模块作为内核的选煤控制系统为例来分析将PLC技术应用到此系统后，系统应用效果是否会提高。应用模块作为内核的选煤控制系统是由离心脱水系统、存储装运系统、原煤重介选矸系统等构成的，可以进行煤炭筛选、原煤分类、存储、水处理、离心脱水，过滤杂质等，从而准确的进行选煤。将PLC技术应用到如此庞大的选煤控制系统中，需要采用底层PLC控制结合上位机监控的组合模式，合理而有效的设置在选煤控制系统。分别在集控系统的三个控制室中装置PLC主机，并将原煤车间中的PLC主机设置为三台主机中的中心，其他两台PLC主机都与其中心相连，并且两个PLC主机之间不接触，独立运作。三台PLC主机有效的收集集控系统的三个控制室中各个系统的信息，并最终都传输到原煤车间中的PLC主机中，通过CPU对所收集到的所有信息进行整合和处理，将整合后的信息传输到各个PLC主机中，再通过主机对构成所有构成集控系统的子系统进行自动控制，从而实现智能化、自动化、科学化的进行选煤工作。
5 结束语
PLC是集计算机技术和自动技术为一体构建出的一种先进的技术，能够灵活的应用于各种不同类型的电气控制系统中，促使电气控制系统智能化和自动化，大大提高应用效果。本文从PLC技术的介绍开始，通过分析PLC技术在机械电气控制装置中的类型、PLC技术应用于机械电气控制装置的设计，进而详细的分析PLC技术在机械电气控制装置的应用，笔者希望通过这样一个顺序能够对PLC技术在机械电气控制装置中的应用有更为准确的了解。但笔者更加坚信随着我国科学技术的蓬勃发展，PLC技术将会有很大程度的创新和优化，在机械电气控制装置应用，将会大大提高机械电气控制装置的应用效果。
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作者简介
王岩（1981-），男，汉族，辽宁辽阳人，工程师，本科，研究方向：电气研究。
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