PLC技术在机械电气控制装置中的应用框架构建

发表时间:2021/3/16   来源:《中国电业》2020年第30期   作者:李晓磊
[导读] 近年来,很多先进技术融会贯通到我国各行业中,使其发展更为迅速,
        李晓磊
        青岛威特动力木业机械有限公司, 山东青岛市266108
        
        摘要:近年来,很多先进技术融会贯通到我国各行业中,使其发展更为迅速,为我国经济建设贡献力量。随着社会经济的发展,我国出现了大量优秀的科技人才,推动了中国科技进步的进程。近几年,PLC作为众多科技中不断更新的前沿技术,被广泛应用于电气行业。
        关键词:PLC技术;机械电气控制装置;应用
        引言
        我国经济建设的不断进步使得我国快速进入现代化发展阶段,人们的生活方式有了很大的转变。近几年,我国经济和社会发展方面呈现出了不断上升的趋势,进一步推动了我国科学技术的发展,PLC技术逐渐引起了人们的广泛关注,大多将其应用于生产中,能够实现对生产效率和质量的提升,能够使各行各业向着可持续的方向发展。PLC能够有效结合计算机和机械两种技术为一体,对编程系统进行控制。
        1 PLC技术特点
        机电一体化是PLC技术的主要特点,能够简化机电设备的工作程序,提升设备安装效率。此外,PLC技术的编程语言通俗易懂,能充分提升控制效率,促进工业生产。PLC技术同时具备较强的抗干扰性能,能够应对多种情况。传统的机械电气控制装置在使用时,极易受到电源与信号的干扰,导致设备受到影响,对生产造成不利。PLC控制的内部系统中设置了隔离模块,能够有效过滤掉干扰设备的信号,使干扰设备的不良影响降到最低。同时,PLC技术在当今时代被广泛应用到多个行业领域中,传统的机械控制装置有着一定的局限性,其功能比较单一。而PLC技术包容性极强,在多种电气系统中都可应用,具有极为广阔的市场前景。除此之外,PLC技术能够自我检测,可对装置实行检测,在感应到问题后会立即启动报警,可以使工作人员快速发现装置的问题,并及时解决,确保工作效率与设备安全。
        2 机械电气控制装置的概念和内涵
        机械电气控制装置主要是指由某些电气元件组合而成,实现安全控制对象和运行的自动化生产系统。其主要功能模块由采集模块(如传感器等)、控制模块(如PLC等)和动作模块(如指示灯等)三个部分组成,目的是实现设备制造和使用的自动控制。机械电气控制装置在设计时,通常要满足工艺线路的简洁性要求和设备工作的安全性要求,常见的控制线路回路有供电、信号、保护、报警、自动与手动、制动和闭锁,整体装置线路设计的思路遵循“拟定任务书→确定拖动方案和控制方式→选择装置容量和结构→设计电气控制原理图、设计主参数→选择元件→编程→编写设计计算说明书”,最终可以实现自动控制、保护、监视和测量等现实功能。
        3 PLC技术在机械电气控制装置中的应用
        3.1DCS系统
        DCS系统也能够称之为分散控制系统,能够利用微处理器进行分散控制和集中显示,是一种新型的、结合了分别治理和综合协调功能为一体的仪表控制系统。DCS系统中对PLC技术的应用,能够作为一种全新的方式对机械电气装置进行控制,其对计算机技术进行了重点的应用,以此来对现场、监测站等区域进行控制,PLC设备通过DCS系统的应用,能够集中对分散的机械电气控制装置进行管理,并且能够分离装置中的危险部分,简而言之,DCS系统能够使机械电气控制装置的运行更加安全、稳定和高效。并且,通过对PLC技术的应用,还能够收集和整合各种场所的信息,使其能够以最佳的状态处于控制装置中,一旦有故障出现于装置中,DCS系统就能够立刻对信息进行获取,并及时调整装置,保证系统的正常运行不会受到影响。


        3.2安全监测装置中PLC技术的应用
        在安全监测装置中应用PLC技术,主要是将传感系统中获取的数据向控制中心传输,能够对各个部分的运行状况更加了解。并且,通过数字化的方式,能够保证运行有序开展。如果机械电气设备出现了一些问题,安全监控系统则会立即改变自身的工作状态,对整个系统实行保护作用,并停止运行设备,分析出发生故障的原因,将故障对设备的影响降到最低,进而将对设备的保护水平提升到最高。在应用PLC技术时,会使用到设备远程的自动化系统,对控制中心进行统一的监督与管理,从监控内容中了解到设备的具体情况,并借助智能化的分析,合理地调整设备至最佳状态。此外,PLC技术在使用时,会严格地控制整个系统,可以快速地找出问题根源,并进行细致、全面的分析,最终合理地解决。对于工作人员来说,能够有效节省查找问题的时间成本,对系统本身的稳定运行也有重要帮助。
        3.3在集成控制系统中的应用
        随着近年来机电一体化技术的不断发展,机电控制装置也开始朝着集中控制的方向发展,集成控制系统也由此产生。在集成控制系统中,PLC设备也可以发挥出十分显著的作用。一般情况下,在机电设备的应用过程中,需要以机电控制装置实际控制需求为依据,直接将PLC中央系统和电气设备之间进行连接,实现合理控制。在这样的情况下,中央结构形式就可以设计为一个简单的整体集成系统,这个集成系统的生产流程可以相对简单一些,以为操作人员的操作提供便利。但是这种结构形式也存在一些问题,每一个机电设备之间的连接都十分紧密,整体结构不能分开,当有设备出现故障时,就会导致整个系统频频出现问题,因此需要停止中央控制机,然后对整个集成控制系统进行维修。这种维修方式不仅耗时费力,而且会对整体的工业生产效率造成不利影响。如果将PLC技术应用到集成控制系统中,就可以通过自动化的监测实现异常信息的及时获取,并做好异常定位,以最大化降低故障发生概率,保障机电设备的正常运行,避免某些设备故障影响到整个集成系统,在保障机电设备集成控制效果的基础上,显著降低故障带来的损失。
        3.4应用于设置合理开关量逻辑
        PLC技术在应用过程中有一个显著特征,即设备的开关量之间的逻辑关系能实现整体调配和控制。具体来说,PLC技术是对机械电气设备中原有的继电器系统进行替换,能对机械设备的多个机床和生产线进行整体运作控制。该原理与传统控制技术截然不同,其不局限于对设备某一部分的单独控制,而是对PLC技术的不同模块进行全面筛选,确保其每个模块都与开关量进行合理匹配,从而使生产线整体上都具备合理的开关量,且能够实现各部分的协调和调用。
        4 案例分析
        以砂光机行业为例,在利用PLC控制系统对砂辊进行控制的过程中,对PLC技术的应用,能够有效分析传感器、限位开关所收集到的各种信号,以此来实现对砂光机各部件的控制。砂光机电子控制系统包含了传感器、限位开关、电子控制器以及执行器件。目前,砂光机之所以如此受欢迎,最大的亮点就是自动控制和精准的厚度控制。PLC控制系统能够根据需求对来自传感器的各种输入信号进行运算处理,并且能够将处理完的信号传递给输出回路,由输出回路将这些信号转变为控制信号,控制执行器工作。在使用砂光机的过程中,PLC控制系统能够借助触摸屏实现完整操作、数据监视和故障查看。
        结语
        相对于传统控制技术,PLC技术是一项更具实用性和智能化的控制技术。相关人员在把PLC技术应用于机械电气控制领域时要厘清其使用类型,同时关注整体系统的特征和应用要求,只有这样才能提高企业的生产效率,促进电气行业整体技术的革新。
        参考文献
        [1]赵小霞,李虹飞.基于PLC控制技术的韭菜收割机调速系统的研究[J].农机化研究,2021,43(9):88-92.
        [2]张增亮,吴晓静.浅谈PLC自动控制技术在变频器中的应用[J].石河子科技,2020(6):27-28.
        [3]邱晓鹏.电气设备自动化控制中PLC技术的应用[J].大众标准化,2020(22):180-181.
        [4]李书航.PLC技术在机械电气控制装置中的应用[J].电子乐园,2019(4):246.
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