河海大學遠程與繼續教育機電一體化技術專業畢業論文PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用探究引言自動化技術在我國工業發展領域起著非常重要的作用，我國開始實行自動化技術是在1990年，這么多年的發展已經實現了初步的突破，在此期間已經將控制系統做出了全方位的優化。在現場生產環節可以結合計算機控制技術以及通訊技術提升了控制的精準性。在此期間使用到了高速計算機技術，所以會帶來控制系統全方位的升級，另一方面也結合了微電子技術，通過模擬信號將以往的機械儀表盤轉化成自動化的儀表盤顯示裝置在電子裝置領域也出現了快速的升級，最終推動了第3次自動化技術的改革，可以看作是技術層面上的升級。然而社會也在不斷變動，在工業生產領域控制系統是最核心的部分，因此可以提升控制系統的整體性能，強化實用性才能為人們的生產生活帶來更好的技術支撐，由此推動了PLC自動化控制技術的發展。這種可編程控制器在工廠領域被人們廣泛使用，但是最早應用在汽車工業領域，并且在1970年開始初步應用。經過20多年的研究和實驗，在控制能力和處理速度方面也有了巨大的飛躍，在1990年以后，我國的電氣控制行業開始通過可編程控制器促進效率的改變，特別是我國經濟不斷發展，對于工業品的需求也開始增長，因此在生產領域必須通過快速的生產方法才能滿足市場需求，在此背景下具體研究了PLC技術的控制系統。比如DCS系統、PID回路控制系統成為了眾多工廠的選擇。分析PLC技術的本質可以將它看作是開放式的控制體系，并且具有較多的創新點，該技術包含多種先進的技術類型，比如計算機數字通訊、智能傳感控制技術等，將該技術應用到機械電氣控制行業極大的促進了該行業的發展，也讓我國的機械電氣控制技術有了質的飛躍，最終實現了信息化的升級。一、相關理論概述（一）PLC技術概述PLC技術的全稱叫做可編程序控制器，在多個領域有著廣泛的應用，比如存儲器CPU等設備，但是在使用期間需要結合電源才能夠實現對應的功能，在該項技術當中針對CPU展開設計是最為核心的內容。在CPU的協調下可以將現場的內容進行處理，提前設置掃描裝置，將編程器當中的用戶數據和程序內容提前存儲，然后根據系統的操作對用戶信息進行轉換。通過電源來控制系統的運行狀況，系統內部也能實現工作狀態的檢查，并且對相關的指令和語法進行測試。在存儲器裝置設計的過程當中，需要通過多種電子化模塊實現對應的功能信息存儲和轉移，都在系統程序功能內部執行，部分用戶無法實現數據的讀取，因此也要使用編程器才能將數據提取或者傳輸進去。在使用PLC計數期間，往往需要搭配其他領域的技術，比如計算機自動化等，這些技術輔助PLC系統的應用能夠讓程序存儲大量的數據信息從而對機械生產進行掌控，可見PLC有的眾多的優勢，具體有以下幾個方面：（1）可以實現機電完美融合，使用PLC設備在多個領域能夠表現出便捷的優勢，在安裝過程當中，通過簡單的安裝就能實現對應的功能，特別是自動化系統連接到計算機系統，就能有效的提升系統管控的效率，同時PLC設備在編程期間通過簡單的語句和架構圖可以更好的闡釋各項功能之間的關系。（2）擁有的抗干擾功能強大。在以往機械電氣控制的過程當中，經常會受到多種因素的妨礙，因此會導致機械電氣控制效果較差，通過使用PLC技術能夠有效的提升抗干擾的能力，同時在系統當中也會涉及到多種電路模塊，但是系統內部會自帶隔離功能，因此有著很強的抗干擾特性。（3）應用范圍較廣，特別是電氣系統當中都可以使用PLC技術，在多個工業領域經常會看到P2C技術的使用身影，在機械生產環節能夠對現有的數據進行處理，在電氣系統當中都有著良好的兼容性，能在工廠生產期間可以提升機械生產的效率。另一方面PLC技術能夠和其他類型的技術進行融合，提升了電氣化控制的程度。（4）在系統運行過程當中可以實現內部檢測，機械系統運行期間往往存在較多安全隱患，使用PLC技術能夠在系統進行自我測試發現問題能夠及時報警。使用者在使用期間通過PLC技術就能有效的檢查故障產生的原因，并且提前做出維護計劃，這樣能確保機械系統穩定運行。（二）機械電氣控制裝置概述計算機技術在當前時代有了深遠的發展，并且這項技術應用到工業生產領域，從而催生了較多的新型工業化生產模式，在工因此科學技術有效地帶動了工業，因此科學技術有效的帶動了工業生產的機械電氣化程度，將現有的新型技術結合到機械電氣控制裝置，可以對當前控制體系進行優化為企業生產帶來更好的條件。在機械控制裝置中加入電氣化操控需要引入電氣設備，這樣可以實現二次控制回路，將設備連通電源之后，使用高壓以及大電流就能實現系統的自我控制，特別是在機械電氣設備運行時，能夠有效地檢測出生產的故障，提前對系統作出有效的維護，確保系統平穩運行。對使用者而言，通過機械電氣化控制可以提升控制的精準性，同時也提升了系統的安全性能。（三）PLC技術在機械電氣控制裝置中的意義1.有助于提升工作便利性傳統的機械電氣控制裝置需要工作人員進行手工的操作，存在著效率低下的問題，而使用PLC技術可以設置相應的程序，通過可編程語言就能實現對應的功能，然后結合到電氣控制裝置，能夠有效地實現系統的自動化運行，并且在該平臺上可以開發出各種個性化的控制功能，讓裝置能夠便利地被人們使用與傳統的機械電氣控制系統進行對比，雙方有著巨大的差異性，使用了PLC技術，在較好的便利性在操作時能夠實現快速的修改有效的提升了操作的效率，同時也能節約人員的工作量，在系統內部也能實現多元化的控制功能，對于企業想要實現精細化管理有著非常重要的促進作用。2.有助于提升自動化水平在機械電氣控制領域融入PLC控制技術，可以有效的帶動企業生產的自動化水平。對企業而言，可以提升現有的自動化運行效率，加快企業的生產進度擴展企業的發展規模。以往的機械電氣控制模式并不靈活，需要大量人工進行輔助，在代碼設置方面較為繁瑣。然而使用了PLC控制技術，能夠提升編碼設置的靈活性和高效性，同時也降低了控制的難度，在系統內部能夠實現完全自動化的運行，在PLC技術應用期間包含了多種模塊，比如數據傳輸、數據收集、數據交互以及順序控制等，這些模塊之間通過互聯網平臺能夠實現數據的處理和傳輸，同時還能對現有的圖形數據展開處理，將結果更加直觀的輸出提升結果的直觀性，因此工作人員根據最終的結果，就可以做出更好的判斷。另外使用PLC技術能夠有效的對系統展開自動查找，特別是關鍵性節點的數據，如果出現異常或者故障，在系統內部就能實現自動檢測，從而提升了系統的安全性，在運行方面也能夠確保系統更加可靠，從而提前規避系統運行的風險，對企業而言可以節約生產成本。使用PLC技術還可以和企業內部的ERP系統實現信息的交互傳輸各種類型的數據信息都能實現共享，促進了企業內部信息化的融合，在系統功能方面能夠實現更加強大的擴展。同時也能針對現有的數據展開自動化的分析，生產運行環節出現了問題，系統會自動進行報警提醒工作人員進行處置。3.有助于提升裝置的運行效果應用傳統的機械電氣控制裝置往往會造成多種問題，因為以往的工作模式需要設置大量的開關邏輯，因此在效果方面并不能達到理想狀態，裝置運行經常會出現各種各樣的問題，現有的各種變量并不能及時的把控，所以無法預知系統運行的錯誤，即使系統出現了問題也不能及時有效的作出調整，這些都會影響裝置的運行效率。通過使用PLC技術可以有效的提升開關邏輯控制的工作效率，特別是通過自動化模擬就可以實現更好的應用，對系統內部的關鍵節點信息進行預測和分析，這樣就能合理的把控多種變量信息融入了智能化檢測的技術，這種觀點方式才具備更好的針對性，另一方面能夠對系統的運行進行監測，及時發現系統運行的故障有效的提升了系統的可靠性，所以運行效果有了質的飛躍。二、PLC技術的主要控制類型（一）DCS系統在系統內部通過微處理器可以實現多種集中、分散的控制，這種系統類型就叫做DCS系統，系統可以通過集中或分散的控制模式實現對系統的精準操控，是新時期儀表控制系統的典型代表。使用這種系統在內部能夠實現綜合調控，提升系統管理的效率，并且這種模式可以精準的操作機械，電氣控制裝置結合了大量的計算機技術在現場和監測站都能有效的發揮出作用。常見的電氣控制裝置就經常會使用到DCS系統，在內部可以將各種功能集中有效的管理，特別是分散的機械電氣控制裝置，都可以通過該系統實現集中管理。在系統當中也能及時發現潛在的風險，及時的將風險隔離在外確保系統能夠安全運行應用。DCS系統可以有效的提升電氣控制裝置的安全性以及穩定性，該系統內部可以實時收集現場的信息，然后對各種信息類型展開整合，確保系統能夠正常可控，在此期間系統當中出現故障也能被及時發現，DCS系統會將故障信息作出搜集整理，然后自動作出調整提升了系統運行的平穩性。（二）FCS系統在系統內部使用信息技術以及通信網絡共同組成了總線控制系統，可以實現對機械電氣裝置的整體把控，這種系統也被稱作FCS系統。在機械電氣裝置領域這種系統也有一定的使用范圍，但是需要對現有的網絡環境進行優化，因此必須確確保FCS系統的網絡傳輸環境，通過該系統能夠實現信息的雙向傳播，對對網絡環境當中可以實機械電氣控制的信息傳輸。在系統內部依賴于現有的數字通訊環境，才能提升機械電氣裝置的生產力。通過該系統可以帶動企業內部的智能化生產服務水平，再涉及到電氣生產項目時，可以完全執行自動化的操作，對裝置而言能夠帶來良好的效果。另外使用該系統結合大量的應用程序，能夠實現多種控制單元，在生產領域實現多元化控制，進一步的優化了現有的生產效率。從未來發展的角度進行分析FCS系統可以實現理想化的操作，特別是多項多節點數字通訊等功能，特別適合機械電氣系統的高集中度運行環境。確保機械電氣系統的完整性，對工業企業有著良好的推動效果。同時該系統也對網絡的適應性較高，在多個環節都能適應生產環境，工作人員可以使用提前設置好的控制裝置實現自動化的操作。三PLC技術在機械電氣控制裝置中的應用分析（一）應用于DCS系統DCS系統內部通過微處理器可以實現多種集中、分散的控制，可以提升現有系統的操控性，能在當前階段屬于創新型的儀表控制系統，對于系統而言，能夠有效的實現多種信息處理，綜合協調和分散治理能力較強。電氣控制裝置結合了大量的計算機技術在現場和監測站都能有效的發揮出作用。DCS在系統當中也能及時發現潛在的風險，及時的將風險隔離在外確保系統能夠安全運行應用。DCS系統可以有效的提升電氣控制裝置的安全性以及穩定性，然后對各種信息類型展開整合，確保系統能夠正常可控，在此期間系統當中出現故障也能被及時發現，通過自動化的處理能夠避免程序運行的故障，確保系統可以正常運轉，因此使用該類型的PLC技術，在機械電氣控制方面能夠提升企業的運行效率，從而帶動生產安全性的提升。（二）應用于運行內燃機車在內燃汽車的應用領域，各項指標通常會出現多種變動，但是必須要合理控制指數的變動范圍，如果超出了安全水平，必然會導致安全隱患，系統運行期間受到干擾因素較多，如果沒有進行及時的把控，必然會導致運行指數出現較大的差異，會給系統運行造成嚴重的安全風險，在內燃機車運行期間可以使用PLC技術，可以將系統運行的多個環節進行詳細的分析和統計，這樣有利于提升操作人員操作的精準性，從而確保系統的安全。PLC技術對內燃機應用進行控制，期間往往需要依賴于內部的傳動箱渦輪輸出液壓力才能實現精準的控制。在油路管理方面通過改變油路的運行狀況，實現對內燃機運行狀態的調整，所以水溫油壓等標準參數必須要嚴格按照預定的目標運行，這樣才能提升內燃機車的安全運行水平。（三）應用于基本控制系統在使用PLC技術期間，需要通過多種步驟來完成基本控制系統的組件，首先需要設計出配合實際的應用方案，確保基本控制系統與PLC技術能夠融合在一起，另外也要考慮到影響基本控制系統運行的多種因素，結合現有的PLC技術內容進行調整。特別是設備型號、通信狀況、電氣設備、PLC技術指標等都具有較大的差異性，圍繞著這些內容對現有的設計方案進行設計，對工作人員和設計人員要求較高，需要及時的查找修正，這樣才能提升PLC技術應用的規范性出圖紙設計的問題，存在不合理的地方要加修改，這樣才能在設計之初確保后期的應用效果。（四）應用于集成控制系統在集成控制系統領域也需要使用PLC控制系統的部分功能，滿足電氣控制的需求，可以將設備類型劃分成兩種，一種是PLC中央系統以及其他設備。機械電氣控制裝置運行的過程當中，要對PLC中央系統和其他的電氣設備作出相應的要求，所以在設計之初就必須按照中央結構展開設計，特別是計算控制系統，也屬于中央結構設計的類型，所以在生產流程時必須要對應簡單的結構，然而簡單的生產流程和結構在實際應用當中也會存在較多的問題，不同的設備之間處于較強的聯系，如果其中一個設備出現故障，就會影響整個集成系統控制的安全性，嚴重情況下會導致系統出現癱瘓失靈，此時必須對整個系統進行全面的維修，才能完整的修復故障，但是會消耗大量的時間和精力。（五）應用于邏輯開關的設置在機械電氣設備控制領域，需要利用開關量之間的邏輯關系才能實現功能的轉換，PLC技術應用到任何系統都需要使用邏輯開關的設置，這也是PLC技術的重要特征，因此在PLC應用設備期間，需要對繼電器系統進行更換，特別是在電氣設備生產線和機床環節都需要進行征集。與傳統的控制系統進行比較PLC技術不會受到某一部分的限制，在PLC系統當中可以對各種模塊進行分析和設置，這樣能夠確保機械電氣設備的開關量滿足每一個模塊的使用需求，最終促進產線的開關量合理布局。（六）應用于故障排查系統在系統故障排查方面，PLC技術也有著重要的應用。機械電氣設備裝置使用的PLC技術可以對系統內部的運行狀況實現實時的監督，運行的數據會傳送給后臺的操作部門，操作部門會分析反饋數據信息從而分析故障的原因，特別是機械電氣設備經常會出現各種故障，通系統能夠及時發現故障產生的部位，并且PLC系統發出報警之后，有利于管理人員迅速解決問題。（七）應用于生產變量的控制在生產環節需要對各種生產變量實現有效的控制，特別是涉及到關鍵技術環節，需要將每一個模擬量進行掌控，機械電氣設備在使用期間具有的變量會對生產造成影響，如果出現了問題就會導致生產效率和質量下降，所以在生產期間必須要對生產變量進行合理有效的把控，但是生產線涉及到的變量較多，依靠現有的工作人員無法掌握變量產生的狀況，因此可以使用PLC技術來彌補缺陷，使用該技術能夠對生產變量進行合理的把控，確保這些變量處于可控范圍。四、PLC技術在機械電氣控制裝置中應用措施重視PLC技術的應用類型，在管理層面也要正確認識到該項技術的潛力，因此必須要圍繞著該項技術做出相應的研究才能提升應用水平，具體有以下幾個方面的建議：（一）遵循科學化的工作原則即時應用涉及到多種技術指標，因此要按照科學化的工作原則，嚴格使用PLC技術標準。首先要分析機械電氣控制裝置的類型和實際運行需求，才能給出對應的設計方案，確保相關的技術標準滿足設計需求，另一方面也要考慮到技術應用的有效性，才能推動裝置的落實。其次，設計方案完成以后必須要進行審核，讓專業化的工作人員對方案的細節進行討論，提前找出設計的隱患才能提升系統的質量。當計完成之后審核無誤需要通過小范圍的試用，這樣有利于及早發現問題，在當前時期就能找到對應的解決方案，在后期的應用期間才能確保應用效果。最后也要確保PLC技術應用和機械電氣設備控制裝置能夠實現完美的融合，圍繞著原理圖進行分析可以規避這種問題。（二）明確PLC技術的應用類型在選擇對應的技術類型時，必須要考慮到當前運行的狀況，只有選擇了適合的技術方案，才能確保機械電氣控制裝置能夠有效的運行，當前時期我國的機械電氣控制裝置普遍采用了DSC和FCS兩種系統。兩種類型各有優勢，其中DSC屬于分散控制系統，可以對系統實現有效的整合，將分散的管理工作統一起來提升協調管理工作的效率。同時結合計算機設備建立現場監測站，這樣才能加強機械電氣控制裝置的整合程度，確保系統能夠有效運行，對現有的安全問題可以及時排查。另一方面FCS技術屬于現場總線控制技術，需要利用當前的網絡通信功能讓PLC技術和網絡信息技術融合在一起，但是必須要確保良好的運行環境，在使用期間能夠利用種網點提升數據傳輸的通道雙向性的傳輸特點有利于提升現有的自動化水平。（三）做好相關系統的設計工作使用機械電氣控制裝置，結合PLC技術必須要重視應用的有效性，要想達到這些目的，需要通過多種手段來確保系統的完善性，在設計期間就要做好對應的統計工作，首先設計對應的原理圖，必須嚴格按照電氣控制裝置的類型，PLC需求制定出合理的原理圖，這樣有利于將各項內容完整的展現出來。根據內容展開可行性分析，尋找設計圖紙當中的問題作出對應的改進，使用PLC技術要重點考慮電路系統設計保護系統的設計以及控制系統的穩定性。其次也要重視控制系統的設計，特別是在PLC技術當中，控制系統是最為核心的重點對運行原理和應用功能實現操控。只有將各項功能進行整合，才能將分散的設計整合到一起，最終形成有效的PLC控制架構。最后在通信網絡系統設計期間也要提升PLC技術的應用程度，因此要強化通訊網絡系統的設計工作，提升信息傳輸的可靠性。（四）強化開關量邏輯、模擬量控制的力度使用PLC技術可以提升機械電氣控制系統的穩定性和可靠性，在我國工業領域各項技術也有著廣泛的應用，特別是在機械電氣控制裝置當中開始重視PLC技術的優化升級，通過該項技術可以提升各項功能的完整性，特別是在開關量邏輯控制領域，利用PLC技術的邏輯控制特點工出對應的優化傳統的繼電器內部控制技術形式，已經不能滿足當前時代的需求，而使用PLC技術可以按照電路順序執行邏輯工作，對系統而言可以提升運行的效率，同時也要注重開關量邏輯控制，但是也要做出合理的把控不能只側重于某臺設備，而是需要將該開關邏輯控制方法使用到所有的生產線環節，確保生產環節能夠處于有效的監控范圍，這樣才能有效的利用裝置運行的價值，為工業生產帶來更好的推動力。但是在進行模擬量控制期間需要重視變量的控制，通過以往的控制形式，結合PLC技術進行分析和判斷，最終在系統內部形成模擬控制量建立起數字化管理的機制，這種管理工作能夠提升生產環節的質量。

結論通過以上內容可以看出PLC技術在機械電氣控制領域能夠產生非常重要的影響，該系統融合了自動化技術和計算機技術，能夠提升機械電氣設備和生產線的穩定性，所以該項技術具備的優勢較多，在機械電氣領域有著非常重要的地位。所以在實踐的過程中需要加強對PLC技術的深入研究，對性能展開不斷的優化，才能推動工業的持續穩定發展。

致謝

參考文獻[1]鐘磊.工程機械電氣控制系統故障研究[J].內燃機與配件，2022（01）：79-81.化，202