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浅谈机械设备设计中PLC的构建及选择

2019-08-22孙世文

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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。
1、影响 PLC 的控制因素

     在一般的情况下,PLC对于系统的控制主要表现在PLC和生产现场设备两个部分,其中一个部分一旦出现问题,就会对整个系统造成影响,因此需要引起重视,不能只考虑其中的某一方面。为了不断提高系统的控制性,需要在PLC控制系统设计的过程中选择最佳的方案。

        虽然PLC本身就具有足够高的可靠性,但是基于PLC设计的一些机械设备还是经常会出现故障,影响其正常的操作和使用。根据相关研究发现,PLC本身的故障较少,大部分的故障源自生产现场设备,所以为了更好的提高系统性能,需要在PLC设计的过程中,确保与其相
连接的输入和输出设备的可靠性。

2、PLC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

        在设计PLC的控制系统时,必须坚持以上的原则。除此之外,还要注意对其控制对象提出要求,注意将各个环节进行有效的联结,注意不同环节之间的联系和区别。选择可靠的器件,根据器件的使用要求和设备要求进行设计,同时注意分类控制对象,注意根据系统的机型、配置等各方面的要求进行设计,比如在合理设立开关量的输入和输出点数,根据参数进行等级分类,根据特殊模块进行分类等。

        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。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。

3、PLC的选择方式

        基于PLC自身的特点,在很多控制系统的设计中得到了广泛的应用。而且随着PLC种类的增加,在不同的场景也对其提出了更复杂的要求。所以需要重视PLC的选择问题。比如在选择机型的过程中,需要保证其满足要求,确保机型的便捷性和经济性,确保其具备较为全面的功能。选择机型也要考虑企业对机械的要求,确保其具有一定的统一性,可以相同机型设备的 PLC控制系统作为备用,一旦其中某个出现问题,可以随时选择另一个系统作为弥补。外部设备的通用性以及资源的互补性,可以利用计算机将独立的控制系统进行连接,便于企业进行统一管理,可以降低管理成本,提高管理的效率。

        PLC与工业生产过程的联系是借助 I/O模块实现的,因此需要确保 I/O选择的正确性,根据系统的需要选择 I/O点数,并且可以在此基础上增加备用量。如果是面对相同的控制对象,则需要选择不同的控制模式,因此 I/O点数也会存在差异。另外,开关量 I/O可以从传感器、开关等位置接受信号,不同的输入电路会因为制造厂家存在区别而存在差异,但是有些特性反而是相似或者是想通过的。所以在PLC选择的过程中,需要正确认识标准的 I/O实现和限定是否能够满足使用要求,如果不能使用,则需要分析销售商是否可以提供可以最大限度减小控制作用的模块。一些特殊的借口模块可以自主处理现场数据,保证数据处理的效率和质量,由此也可以减少CPU的任务,减轻系统的工作负担,提高效率。

4、PLC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。

5、结论

        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。
责任编辑:杨培
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