摘要：随着科技不断发展，PLC技术作为自动化领域的佼佼者，其应用范围日趋广泛和目前PLC技术在很多领域中发挥重要的作用。与传统的电气化控制装置相比，PLC控制技术的应用以微处理器为基础，综合了自动控制技术、计算机技术、继电器控制技术、通讯技术的优势，有效促进了其应用领域的不断拓展。PLC以其可靠性高、灵活性强、使用方便，与CAD/CAM和工业机器人一起被称为现代工业生产自动化的三大支柱。为此，本文就PLC技术在机械电气控制装置中的应用进行分析和探讨。
关键词：PLC技术；机械电气；控制装置
1.PLC技术的概述
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；在外部可以根据控制对象配置设备和采用适当的控制策略构成一个完整的PLC控制系统。PLC技术在当下社会具有良好的应用性，能够更大程度优化机械电气装置，提升机械电气控制装置应用水平。PLC根据结构可以分为固定式和模块式两种。
2.PLC技术的优势
由于 PLC技术是由CPU、存储器、外设编程器、I/O接口以及电源组成，让此项技术具有多方面的优点，具体表现如下。
2.1 PLC技术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，其质量好和轻，不消耗较大的功率，安装与使用都非常简单，且应用在电气控制系统对其进行合理而有效的优化和完善，能够促进机电一体化的实现。
2.2 PLC技术不仅能够应用不同电气控制系统中的数据，以致达到优化机械生产的目的；还能有效与各种先进的科学技术相结合，一起优化电气控制系统，从而满足机械工程发展的需要。
2.3自从PLC技术有效利用大量集成电路技术，抵抗各种干扰，让其弥补以往所应用的机械电气控制装置抗干忧性能差的问题。提升机械电气控制装置的性能，推动机械工程的进步。
2.4 一旦PLC技术发生故障，不但会进行自我检测，还能自动报警，能够让工作人员及时发现存在的故障，了解故障的原因，更准确对PLC进行维修。
PLC采用模块化组合，系统搭配灵活，抗干扰能力强，出错后可在线修改等优点，在工业现场开关逻辑控制，机械自动化数字控制等得到广泛应用。近几年，PLC逐渐代替传统继电器触发器控制，在煤矿采掘机械等重型设备中取得了良好的经济效益。
3.PLC技术在机械电气控制装置中的类型
PLC技术能够弥补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的提高，目前PLC技术应用于机械电气装置中主要以DCS（集散控制系统）和FCS（现场控制系统）为主。
3.1 DCS系统
DCS系统主要用于控制危险性分数，显示集中和管理。它通过信息技术、自动控制技术和通讯技术，借助特定网络将生产部门的控制主站、检测站互联来形成综合控制系统，有效促使分散控制集中操作管理目的的实现。DCS系统的作用就是保证机械电气控制装置安全、稳定、高效的应用。一旦装置出现故障，DCS系统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。当然要保证DCS系统的功能能够正常应用，就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。这才能为优化机械电气控制装置创造良好的条件。
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3.2 FCS系统
FCS系统主要作用是促使机械电器装置实现智能化和自动化。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系统在机械电气装置中主要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。
4.PLC技术应用举例
4.1 PLC技术在单机架六辊可逆轧机中的应用
传统的单机架六辊可逆轧机以单边机和工控机为控制核心，其检测系统数据测试不准，整机抗干扰能力差。而以PLC为核心的群组微机监控系统很好地解决了这个问题，使单机架六辊可逆轧机的运行稳定性和安全性大大提高。国内的单机架六辊可逆轧机大多采用工控机为控制，作为单机架六辊可逆轧机生产的核心设备之一，其保护和监控水平较低，，故障率高、成品合格率低、检修维护工作量大，严重制约了生产效率。有些条件较好的企业将微机控制技术和自动控制技术应用到单机架六辊可逆轧机中，但由于选型和技术措施适应性不佳，未能与单机架六辊可逆轧机的特殊生产环境相匹配，因此使用寿命较短。新型微机监控系统由温度压力变送器、板材测厚仪装置实现在线信号采集，再经由PLC各相关模块由CPU、FM458模块进行各类数据运算及相应控制处理，通过数显仪表显示设备工作状态和参数值，实现了自动继芾保护、张力实时显示及闭环恒张力控制、负荷平衡、压力检测保护、电信号检测维护、机群集中控制、各项报警等功能。
4.2 PLC技术在彩涂线控制系统的应用
某企业集团彩涂线控制系统采用地层PLC控制结合上位机监控的组合模式，数据量逻辑控制辅以少量工艺过程参数模拟量诊断检测，实现工艺流程系统设备的启停集中控制和运行连锁控制，并实现对工艺过程参数的闭环控制，已经接近国际领先水平。
该厂原先采用SIMATICTI5145作为集控系统内核、彩涂线系统采用SIMATICS70-200。根据工艺功能需求，集控系统的整体框架包含生产线逻辑处理系统、温控系统、生产线速度控制系统、泵站控制系统、风机控制系统、生产工艺调度系统以及生产过程监控系统构成。集控系统有是三个操作站：生产工艺调度系统、生产过程监控系统和温控系统由调度室统一操作；彩涂主操室负责操生产工艺调度系统和生产过程监控系统；温控系统由炉子室操作。车间部分设备直接显示在模拟盘上。三个集控室有独立的PLC主机，互不干扰，版本各异。新型集控系统生产工艺调度系统和控系统由炉子集中在一台PLC主机，原生产过程监控系统由一台ＰLC主机控制，大大精简了系统规模，同时两台主机独立工作，互不通讯，系统只借助上位机进行互访。
而选用西门子S7-400系列PLC系统，主机选用CPU416-2DP中央处理单元，RAＭ容量512KB，PROFIBUS工业总线分布控制系统作为与现场设备状态检测及控制电路的核心，工业以太网通信连接Win CC，将生产线的变频器速度、电流、力矩，生产线各类逻辑状态，炉子各区温度信息，生产工艺信息、当前生产状元，各类报警信息，各类设备历史曲线等统一在Win CC界面上显示及操作，大幅度提高了电气自动化程度，降低操作强度。
结语
PLC技术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。本文通过分析PLC技术在机械电气控制装置中的类型以及应用于机械电气控制装置后，发现原先复杂的继电器逻辑被省略，优化了结构，节省了人力物力，也改善了系统稳定性。另外，PLC的使用维护较为简洁，具有电气背景的工程师很容易上手。多方面优势让PLC技术在工控领域占据很重要的地位。由于国内的PLC技术相对落后，大量机械设备采用日本和德国技术，这无形中压低了国内机械行业的利润空间。所以国内的PLC技术领域还要不断寻求突破，以营造更为广阔的发展平台。
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论文作者:杨坤
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/9/27
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