1刘平 2王光辉
1 .93534部队58分队 北京平谷区 101212 2.中国电子科技集团公司第三十八研究所
摘要：PLC技术在机电设备自动化控制过程中的应用使生产的效率和质量得以很大的提高，使企业在生产设备方面的资金投入减少，因此，PLC技术有着很大的应用价值。速度快、灵敏度高、准确度高是PLC技术最显著的几个优点，在机电设备自动化控制的稳定和安全方面发挥着举足轻重的作用。尤其是随着现代信息技术的不断更新换代过程中，为了满足机电设备自动化控制更高的需求，PLC技术的智能化和网络化显得愈发重要。
关键字：PLC 机电设备 自动控制系统 应用
1、引言
随着我国经济的发展和社会的进步，机电设备自动化控制行业所取得的成功也是有目共睹的，遍布于人们的日常生活生产当中，从而使得人们的生产生活与之前相比有了突飞猛进的发展和进步。而具备一定存储功能的PLC技术是一种智能性的编程逻辑控制器，就使得可控性变得更高，使用途径也变得丰富多彩。PLC技术已经广泛的应用到包括机电设备自动化控制行业在内的多个领域，使得领域获得了突破性的进步和发展，同时PLC技术也在领域的考核之下，不断完善自身不足之处，使得PLC技术自身水平得以提升从而更适配于各个领域。
2、基于PLC的机电设备自动控制系统工作原理以及硬件设计
2.1 PLC技术在机电自动化控制中的应用原理
PLC技术在机电设备自动化控制的应用过程中主要分为3个步骤，分别是：输入采样、程序执行和系统输出。输入采样时，PLC一般会以数据扫描的方式，将其置于I/O映像区。当输入数据采集完毕后，才会执行输出方面的操作。自上而下是程序执行过程中的执行顺序。数据输出时，机电设备自动化控制系统CPU将结合I/O映像区输入的数据完成电路锁存，并对外接设备进行执行驱动操作。目前的PLC技术设计灵活，操作简单，更加适用于某些复杂环境，从而实现机电设备自动化控制快速的开关、顺序和闭环等方面的控制与操作。
2.2 PLC 可编程逻辑控制器选型
作为机电设备自动控制的核心组成部分，PLC 显得尤为重要，因此首先要对系统进行硬件设计。PLC 可编程逻辑控制器是本文机电设备自动控制系统的核心硬件系统，该控制器主要是由主控制芯片、传感器、电磁阀以及电动泵等组成。在对芯片的型号选择方面，要依据主控制芯片的功能、接口资源、尺寸大小以及机电设备的工业性等因素进行选择。基于此，本位选择的芯片型号为ZW245V25-27的芯片引入到PLC 中。电动泵作为PLC 可编程漏记控制器的动力源泉，其主要是由高速光耦以及MOSFET金属-氧化物半导体场效应晶体管组成的，驱动形式主要是以脉冲宽度调制驱动进而为电动泵提供动力。高速光耦主要的功能是将电动泵的电路与PLC 所发出的控制信号进行有效连接，进而有效的将控制信号转变为控制当量，实现对机电设备的自动控制。
2.3系统电源选型
PLC 以及其他控制部件的电力主要是由电源进行提供的，另外，由于PLC 在工作时处于弱点的状态，所以，在其使用过程中产生的是较低的电压，而外部控制部件所产的电压是较高电压，为此会形成一定的电压差影响运行效果，为了有效的解决上述问题，要对系统电源进行选型，并将PLC供电电源与外部其他控制部件电源进行隔离。选择电源为驱动能源，对于大尺寸阀门一般选用三相电源。
2.4开关控制中的PLC技术
开关控制作为机电设备自动化控制中的重要组成部分，通过数码编程方式来有效提升对设备的控制和管理。第一，技术人员通过数码编程有效的对断电开关进行控制，从而有效的降低设备的损耗，提高设备的使用寿命；除此以外，在此过程中，技术人员还可以通过虚拟装置的使用来代替传统的继电器，从而发挥虚拟器的使用，当设备发生故障时可以启动自我保护功能，降低对设备的损坏；第二，PLC 技术在应用过程中，应当不断创新，发现并解决此技术在应用过程中存在的问题。
3、基于PLC的机电设备自动控制系统软件设计
3.1机电设备控制数据自动采样
基于PLC 的机电设备自动控制系统有效的与数据采集装置的连接，可以有效的将控制数据直接输送到机电设备自动控制系统的服务器中，通过计算机来自动获取机电组每一端口中的控制信息数据，进而实现自动的对机电控制数据的采集。在本文的实际操作过程中发现控制数据存在一定的无效数据样本，因此，为了有效的避免系统出现无效控制，可以先对PLC 控制器进行扫描，并按照实际操作中的控制顺序来对控制数据进行采样，之后在借助过滤将无效的数据进行剔除，从而将有效的控制数据进行存储。为了确保上述流程的顺利进行，需考虑控制系统控制端所能承受的最大负荷量，并充分考虑如何将多余的负荷平均分配到其他控制节点上，从而确保系统的顺利操作。基于此，本文主要是通过应用云端在线采集的方式来获取机电设备自动控制相关数据，并通过结合控制层在不同状态的数据来计算出控制系统每个数据节点之下的平均自动采样量。
3.2机电设备控制当量计算
准确获取机电设备相关控制参数之后，通过PLC 控制器可以实现对数据的计算，并获取机电设备控制系统汇总变频器、控制器、机电设备以及外部环境的控制当量。在计算过程中，首先要确定PLC 控制器一个已知的参数，然后机电设备会利用该数值自动的给出一个原始的、恒定的设备运行速度，当机电设备运行稳定后，可以对该数值进行改变，进而计算出相关当量对机电设备的自动控制。
3.3控制当量映射
在取得各机电组的控制当后，通过计算机接口有效的实现深度控制当量的映射，进而映射出两个4位数的8进制数，最后在获得的每个控制点为上的控制数据，然后通过特定的变脸数据来实现对机电设备控制数据的有效映射，即区域性的映射形成。控制当量映射简而言之就是用户系统在输入机电设备运行的相关控制信息后，通过技术将信息转变为具体的参数控制。因此，在此过程中用户仅需事先将规定的各项机电设备控制限制科学、准确的输入到系统中去即可，然后，系统会自动的对信息数据进行检测并进行控制参数的改变。而且，通过计算机端口状态可以实现对控制信息以及控制数据的储存，从而有效的将各项参数输入到与之对应的映射去内，通过在映射区域内与对应的控制词义、语义等分析得出相应的控制结果。
四、实验
为了更好的检验本文所设计的基于PLC 的机电设备自动控制系统的效率是否与传统控制系统相比有所提升，所以进行了一个较为简单的对比实验。
4.1实验准备
通过利用虚拟软件构建实验环境，进而将本文所设计的机电设备自动系统中设计的控制器、变频器以及机电设备的相关参数输入到软件中，并利用两种不同的控制系统对同一机电设备进行控制。本文所设计的控制系统为实验组，传统的控制系统作为对照组进行对比，进行相关实验并记录结果。
4.2实验结果与分析
根据上述相关实验并经过计算可以得出两种控制系统同步率。每组进行实验五次，去掉数据中一个最高和一个最低值求取平均值得到相关实验结果。如下表1.
由上表2数据不难看出，对照组的同步率明显低于实验组的同步率，而且随着控制次数的增加，实验组同步率也呈直线上升趋势，而对照组同步率则处于下降的趋势。为此，通过仿真实验可以表明，本文所设计的PLC 机电设备自动控制系统同步率更高，比较适合应用在工业生产中。
总而言之，在机电自动化应用过程中，种类繁多的操作技术不仅增加了相关技术人员的工作量，而且还增加了企业的生产成本。速度快、灵敏度高、准确度高是PLC技术最显著的几个优点，在机电设备自动化控制的稳定和安全方面发挥着举足轻重的作用。尤其是随着现代信息技术的不断更新换代过程中，为了满足机电设备自动化控制更高的需求，PLC技术的智能化和网络化显得愈发重要。通过PLC 技术在机电设备自动化控制中的应用，不仅在某种程度上极大的提升了工作效率，而且还促使电气操作更加简便，提升了工程质量。
参考文献
[1]鲍日洋.浅析PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J].电子测试，2019(6)：128-129.
[2]王静.PLC技术在电气自动化控制中的应用[J].工程技术研究，2019(9)：254-254.
[3]许铖溶,张宝珍,樊军庆等.基于PLC的椰子壳肉分离机电气控制系统的设计[J].中国油脂,2019,44(06):147-150+157.