徐炳祥

（山東華邦建設集團有限公司，山東 濰坊 262500）

1 PLC技術概述

PLC技術即可編程控制器，該控制器的應用可以將機械設備控制效率顯著提高，組成該控制器的主要結(jié)構(gòu)包括電源、中央處理器、編輯器、存儲器、輸出設備等。不同結(jié)構(gòu)的作用也存在很大的差異，其中PLC控制器的最核心的部分也是該技術的中樞為CPU，即中央處理器，相關數(shù)據(jù)信息、設備運行狀態(tài)等可以通過掃描進入中央處理器中，由處理器進行處理后通過編程器接收存儲，中央處理器負責診斷和分析PC運行、指令執(zhí)行情況。存儲器主要負責調(diào)動和管理系統(tǒng)程序、子程序、模塊系統(tǒng)，可以動態(tài)存儲產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、參數(shù)，編程器是數(shù)據(jù)存儲的基礎，如果編程器無法輸入信息，那么數(shù)據(jù)管理和存儲將無從談起。輸入輸出裝置（I/O）連接于中央處理器和外部設備，主要負責數(shù)據(jù)信息的輸入和輸出。編程器作為整個控制系統(tǒng)中非常關鍵的內(nèi)容，主要應用于功能開發(fā)、系統(tǒng)檢查維護等，顯示器可以展示內(nèi)部相關參數(shù)信息，為控制人員提供直觀的參數(shù)，從而大大監(jiān)視、檢查、編輯、控制程序的目的。按照PLC規(guī)模構(gòu)造不同，本文按照表1所示方式將其劃分為以下類型。

表1 PLC主要類型

2 PLC技術在機械電氣控制裝置中發(fā)揮的重要作用

2.1 實現(xiàn)機電一體化控制

PLC控制系統(tǒng)大多為重量較輕的設備，有著十分便捷的安裝方式，操作較為靈活，能夠充分應用互聯(lián)網(wǎng)、計算機等信息技術，也正是在計算機等現(xiàn)代信息技術的輔助下，促使該技術的應用簡化了機械設備的開發(fā)、調(diào)試等工作，有機融合機械和電氣系統(tǒng)，推動機電工程朝著一體化控制方向發(fā)展進步。

2.2 提升電氣控制裝置抗干擾能力

PLC系統(tǒng)的應用改善了傳統(tǒng)機械電氣控制裝置缺乏足夠抗干擾能力的缺點，實現(xiàn)了控制裝置抗干擾能力提升、運行可靠性優(yōu)化的效果。傳統(tǒng)的電氣控制裝置容易受到電磁、外界信號等多方面因素的干擾，而PLC系統(tǒng)有效地解決了這些問題，保證電氣控制裝置運行更加穩(wěn)定，控制更加精準。

2.3 優(yōu)化電氣控制系統(tǒng)工作流程

當前，PLC技術的應用范圍正在逐漸擴大，在機械電氣控制裝置中，通過應用該裝置可以實現(xiàn)控制工作的優(yōu)化，保證數(shù)據(jù)傳輸更加可靠、快速，融合電氣控制系統(tǒng)和PLC技術后，無論是電氣控制裝置還是PLC技術的應用范圍，都得到了進一步的拓展，實現(xiàn)了控制流程簡化的目的。

2.4 機械設備自我檢測

PLC技術可以對機械電氣裝置的運行情況實現(xiàn)自動化監(jiān)測，同時具備自我檢測功能，控制系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題可以及時發(fā)出警示，保證工作人員及時快速地將問題原因確定，并且第一時間解決問題，盡可能地降低故障問題引發(fā)的后果。在電氣控制裝置中，應用自我檢測功能可以更好地發(fā)揮控制系統(tǒng)的作用，將不良因素產(chǎn)生的影響降低。

2.5 簡化操作過程

傳統(tǒng)的機械電氣控制很多工作需要人員完成，對工作人員的專業(yè)性有著較高要求，而PLC技術簡化了機械電氣控制流程，不但可以簡化操作，還可以將控制效果提升。在機械電氣控制裝置中，應用PLC技術顯著降低了操作人員的工作強度，有助于推動機械電氣控制裝置實現(xiàn)自動化、智能化創(chuàng)新。

2.6 豐富技術功能

將PLC技術應用于機械電氣控制裝置中，可以及時獲得準確的信息數(shù)據(jù)，并且有效處理復雜的數(shù)據(jù)。比如，可以整合處理機械電氣控制裝置的運行信息，工作人員只需要查看屏幕上顯示的相關內(nèi)容，就能夠客觀準確地判斷電氣設備運行出現(xiàn)的故障，檢測系統(tǒng)和報警系統(tǒng)還可以根據(jù)故障情況發(fā)出警示或者直接暫停生產(chǎn)。

3 PLC技術的應用

3.1 機械設備安全檢測

利用PLC技術可以實現(xiàn)自動監(jiān)控檢測機械電氣系統(tǒng)的運行情況，其利用傳感器采集數(shù)據(jù)信息并且利用輸入輸出設備傳遞給中央處理器，達到自動化、數(shù)字化管理的效果。PLC系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)設備存在故障問題，可以自我分析定位，發(fā)出報警信號，如果故障較為嚴重，還可以自動中斷設備運行，以免產(chǎn)生嚴重的后果。管理人員通過屏幕顯示的異常情況及時采取應對措施。比如，煤炭分裝器有著十分簡單的裝置構(gòu)造，通過應用PLC技術能夠遠程動態(tài)監(jiān)控裝置的運行情況，管理者只需要在中心顯示器上查看各項數(shù)據(jù)，就能夠動態(tài)了解設備運行狀態(tài)，并且通過遠程控制系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度管理設備設施，避免發(fā)生機械故障。

3.2 開關邏輯控制

機械電氣控制裝置中開關較多，這些開關是控制機械的關鍵所在，將PLC技術應用于電機控制裝置中，能夠利用工學效果進行邏輯開關的控制。將PLC技術應用于繼電保護器中，可以大幅度提高保護器的自動化開關控制的效果。利用PLC芯片技術能夠?qū)⒃镜臋C電保護裝置替換，促使電氣控制逐漸朝著自動化、多元化方向發(fā)展?？傊?，利用PLC技術進行開關邏輯控制，能夠?qū)崿F(xiàn)機械電氣控制裝置功能優(yōu)化的效果。

3.3 機械控制

傳統(tǒng)控制技術通常僅僅可以一對一控制設備，這導致其應用受到了很大的局限，而現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中使用的機械設備類型、數(shù)量煩瑣，機械控制有著十分復雜的過程，加上機械設備長期在復雜的環(huán)境下運轉(zhuǎn)，出現(xiàn)故障的概率大大增加。利用PLC技術可以自動化控制機械電氣裝置，簡化、優(yōu)化電氣控制環(huán)節(jié)，將機械設備發(fā)生故障的概率降低。PLC技術將傳統(tǒng)的控制技術簡化，為線路傳輸提供便捷，將該技術應用于機械電氣控制裝置中省略了返回系數(shù)、節(jié)點變位時間等程序，能夠大幅度提升數(shù)據(jù)的處理速度?，F(xiàn)如今，智能控制、電算化、自動化逐漸取代了傳統(tǒng)人工控制方式，將人為因素降低，提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

3.4 分散式控制系統(tǒng)

PLC技術可以集中控制分散式的系統(tǒng)，在實際生產(chǎn)中，針對不同的程序管控分散裝置控制對象。PLC技術能夠針對不同的分散系統(tǒng)發(fā)出不同的指令，管控不同的項目，實現(xiàn)不同程序的有效控制，將機械生產(chǎn)控制水平提升。該技術能夠全面監(jiān)控分散式系統(tǒng)運行中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)參數(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸效果的提升。

3.5 集中式控制系統(tǒng)

集中控制系統(tǒng)中應用PLC技術可以實現(xiàn)總控系統(tǒng)控制功能改善優(yōu)化的效果，實現(xiàn)機械電氣裝置安全性的提升。利用PLC技術可以加強控制整體開關，達到機械設備運行效率和生產(chǎn)效率的提升，優(yōu)化集中控制效果。

4 PLC技術的具體應用

本文以對普通機床進行機械電氣控制裝置改造項目為例，選擇CK9930PLC控制程序，借助PLC技術方案，有效打造更加合理的自動化控制電路，及時完成PLC控制程序下發(fā)的相關指令內(nèi)容，保證PLC控制程序能有效替代傳統(tǒng)繼電器。并且，在保留基礎控制功能的基礎上，優(yōu)化機床的整體應用效能，為控制系統(tǒng)實際處理效率的升級提供保障，增設自動換刀和定時潤滑等自動化新功能單元，充分發(fā)揮PLC技術的應用優(yōu)勢。

4.1 程序設計

程序設計內(nèi)容主要包括以下幾方面：（1）開始/啟動控制程序；（2）機械手取貨；（3）建立X、Y軸，保證機械手可以自上而下運動；（4）機械手達到貨位；（5）機械手操作；（6）計時；（7）復位系統(tǒng)，配合機械手升降、持有、拿取貨物；（8）系統(tǒng)復位。

工作人員借助PLC技術判定貨物狀態(tài)，利用機械手進行操作，按照標準化的模塊有序完成各項操作。此外，在機床控制中應用PLC技術還可以自動完成指令操作，通過靈活地使用機械自動化技術保證滿足生產(chǎn)需要。

4.2 功能設計

通過合理應用PLC技術升級改造機械電氣自動化控制系統(tǒng)后，可以配合可編程集中邏輯編輯器和上位機自動化控制流程，更好地維護和操作系統(tǒng)，將打印機、上位機等基礎處理的穩(wěn)定性、安全性提高。

（1）采集數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)匯總采集模塊匯總并且控制數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建檢測和數(shù)據(jù)庫，通過對比分析確定采集的數(shù)據(jù)的完整性。（2）超限報警。在PLC系統(tǒng)中，非常關鍵的一項內(nèi)容就是報警功能，通過和屏幕顯示功能相配合能夠及時發(fā)現(xiàn)異常情況并且釋放報警信號，由監(jiān)控管理人員根據(jù)信號指示及時處理相關問題。此外，利用PLC技術還能夠?qū)崿F(xiàn)特殊調(diào)節(jié)控制和常規(guī)調(diào)節(jié)控制達到控制體系完善優(yōu)化、降低故障發(fā)生概率的效果，實現(xiàn)規(guī)范性、安全性地診斷電氣系統(tǒng)，提高電氣控制系統(tǒng)的處理效果。（3）存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)并且輸出報表功能。（4）融合機械電氣控制系統(tǒng)軟件開發(fā)應用標準進行總線控制器執(zhí)行功能優(yōu)化，以X軸為0軸建立基礎對話框，然后進行啟動等代碼的編寫，將“d5400_decel_stop（0,0.01）；”控制代碼輸入即可。

4.3 模塊設計

在電氣設備控制模式中，應用PLC技術能夠合理地設計自動控制裝置，通過控制開關集合同類型數(shù)據(jù)信息的輸入輸出，連續(xù)、規(guī)范地分配相應單元數(shù)據(jù)信息。具體來講，模塊設計內(nèi)容主要包括以下幾點。

（1）按照規(guī)范要求，做好共同程序模塊設計方案中的原點程序設計，在數(shù)控加工處理作業(yè)開始前，有效歸零處理刀架，借助PLC內(nèi)部時間繼電器完成株洲控制程序的延時控制處理，保證按照邏輯互鎖關系要求控制主軸結(jié)構(gòu)正向和反向轉(zhuǎn)動，避免切換道具時發(fā)生功能性故障。（2）設計坐標軸控制模塊時，注意調(diào)控超程故障、驅(qū)動故障和坐標軸停止等功能單元，保證全面控制各個單元。（3）模塊化處理報警程序內(nèi)容確保能夠和定時潤滑控制程序單元相符合，將機床潤滑系統(tǒng)的完整性、規(guī)范性提高。（4）設置換刀控制程序?qū)LC自動控制的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，保證換刀操作快速、準確，同時做好定位控制模塊將換刀精確性提高。（5）建立防止誤動控制模塊，結(jié)合設計初始化程序要求實時性地清零計數(shù)器，并且復位處理輸出量，將整個裝置控制的精確性提高，充分發(fā)揮PLC技術的應用優(yōu)勢。

5 結(jié)語

總之，在機械電氣控制裝置中，應用PLC技術能夠在提高機械自動化控制能力的同時，加強綜合應用效率的提升，提高電氣控制裝置的自動化控制水平。本文以普通機床改造為例，分析了PLC技術的具體應用措施，這為推動機床朝著機械自動化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。