摘要：目前，我国是科技发展的新时期，随着技术的不断发展，PLC（可编程控制器）逐渐成为了工业控制领域中较为流行的控制设备，PLC控制系统的使用，可以提高机械设备的使用效率，保证其工作的可靠性，但是也容易出现故障问题。所以为了进一步提高PLC设计的可靠性，本文结合机械设备中PLC的构建及选择进行了探讨。
关键词：机械设备；PLC构建；选择
引言
在进行机械设计自动化设备安全控制时，设计人员要保证设备操作的安全性，从多个角度对机械设计自动化安全控制进行分析和思考，便于对其进行合理优化，设计出符合各类生产需求的自动化设备。通过对机械设计自动化设备安全控制措施进行探讨，有利于提高机械设计水平，使机械设计自动化设备安全控制的目标得以顺利完成，为我国人民的生活生产提供更加安全、稳定、可靠的自动化设备。
1影响PLC控制因素分析
通常情况下，PLC对于系统的控制是由PLC以及生产现场设备两部分组成的，两者中的任何一个部分出现问题都会影响整个系统的正常工作。其中，PLC主要包括中央处理器、主机箱、扩展机箱以及外部设备等组成的，而生产现场设备则是由继电器、接触器、各种开关、信号线等组成的。要想保证PLC对于系统设备的良好控制性，则需要提升对于PLC控制系统的设计方式的可靠性①。总体来说，PLC自身的可靠性是很高的，根据资料显示，PLC控制系统中的故障现象，由于PLC自身的问题导致的故障不到5%，通常都是生产现场设备中的部件发生问题。因此在设计的过程中，提高与PCL相接的输入、输出设备的可靠性是当务之急。
2PLC控制系统的构建方式
2.1设计原则
基于PLC进行控制的系统需要不断提高稳定性和可靠性，才能保证机械设备最终使用的安全性。在PLC控制系统设计的环节中，需要遵循的原则主要有：第一，保证PLC功能的发挥，确保符合被控制设备的要求；第二，要求PLC控制系统运行的持久性，使其可以长期且高效的使用。坚持这两个原则，是出于对产品质量的考虑。设计者需要对PLC的特点有足够的了解，在选择元器件或者是进行编程的过程中必须充分分析所有的影响因素。采用简单的设计方法，使用先进的技术，同时也要保证系统后续维修的便捷。
2.2分类控制对象
在对PLC的控制系统进行设计时，上述的内容固然至关重要，但是在对控制对象的工艺要求、各个环节之间的关系了解、且选择了合适的器件之后，应该对控制对象进行分类控制，使得系统的规模、机型以及配置有着更可靠的依据。可以按照如下方式进行分类：开关量的输入、输出点数，按照参数的等级分类；模拟量输入、输出点数，按照参数的情况分类；按照特殊模块的要求分类等。
2.3检测故障程序设计
机械设备的质量要求必须放在第一位，因此需要不断提高PLC设备控制系统的可靠性，检测故障程序设计需要引起重视。机械设备一旦出现故障需要立即处理，因此在设计检测故障程序时，需要从两个角度进行分析，首先，采用时间故障检测法，在整个控制系统中，由于工作的需求不一样，不同环节的操作存在一定的差异，因此必须做出时间规定，可以将时间作为一个参数，根据检测要求进行计时并且观察工作状态。设置定时器，需要规定一个最大的可能时间，确保系统可以在这一时间内完成工作即为合格。但是发出了特殊的信号，则表示存在问题，需要立即停止工作并且进行系统修正。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次，逻辑错误检测法，在PLC控制系统工作的过程中，其输入和输出信号以及记忆装置之间存在着某种逻辑关系，这种逻辑关系可以采用检测的方式来进行判断，一旦发现问题则表示系统不能正常工作。
3PLC的选择要点
随着PLC的不断普及，其种类也变得越来越多，不同的场景需要使用的PLC的类型也有所不同，因此在使用PLC对系统进行控制的过程中应该注意选择正确的PLC。所以，在对机型进行选择的时候，应该在满足要求的前提下，选择最可靠的、维护最方便的机型。应该保证机型的合理性，以及其功能的全面性④。同时，在选择机型的时候，应该注意同一个企业内部的机型的统一性，因为相同的机型的PLC模块可以互相作为备用，这样可以减少采购以及管理的麻烦。并且，由于其外部的设备可以通用，资源也能够进行共享，通过计算机就能够把相互独立的控制系统连接到一起，也便于企业内部的集中管理与相互通信。由于PLC和工业生产过程的联系是通过I/O模块实现的，所以应该确定I/O的选择。在选择I/O的时候，首先应该确定I/O的点数，根据系统需要的实际I/O点数，在此基础上为以后增加控制功能而增加10%到20%的备用量就可以了⑤。即使是相同的控制对象，由于采用的控制方式的不用，以及变成编程水平的不同，I/O点数也会存在差异。其次，开关量I/O接口能够从传感器和开关、以及控制设备等地方接收到信号。典型的交流输入/输出信号在24V到240V之间，直流的输入/输出信号在5V到240V之间，虽然不同的输入电路由于制造厂家的不同存在着一定的差异，但是有一些特性是相同的。在对PLC进行选择的时候，用户可能会存在一些特殊类型的、不能使用标准的I/O实现的I/O限定，这时就可以考虑销售商有没有提供一些特殊的能够最大限度的减小控制作用的模块。有一些特殊的接口模块自身就能够处理一些现场数据，这样就能够使CPU得任务变少。
4PLC工程应用
在热工机械设备中，进行温度和流量的计量、热量的计算，电加热功率的精确控制等离不开PLC。经常会使用温度传感器探测液体加热前和加热后的温度，使用流量计测量流量，从而获得流体的热量变化。当一个密闭的流体系统内，液体循环流动，监测对象需要保持恒定的流体温度流入，对象的散热量是一个变化值，此时对系统加热功率的控制是通过PLC来实现的。首先利用温度传感器和流量计测取运行参数，转换为数据量，通过相应输入模块输入PLC。经过PLC计算分析比较，将数据输出到外部显示与记录设备，记录流体运行工况的变化。同时通过输出模块输出信号给功控器，控制加热器输出热量的大小。通过电流、电压仪表的测量，获得电加热量的数据，输入PLC，并将加热功率调整情况记入显示与记录设备中。
结语
PLC控制系统在工业领域得到了广泛的应用，不仅是因为这一系统有着更加先进的技术，还因为其本身故障率较低。但是PLC控制系统难以避免会受到相连部件的影响，无法切实保证整个系统的可靠性。所以在PLC控制系统的构建过程中还需要注意分类控制的重要性，设计检测故障程序，在机械设备设计完成之前对其进行综合检测，减少故障率，提高生产水平。
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论文作者:张玉杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
标签：控制系统论文; 系统论文; 机械设备论文; 可靠性论文; 设备论文; 机型论文; 故障论文; 《基层建设》2019年第6期论文;