浅析PLC 技术在机械电气控制装置中的应用

中图分类号: J0 文献标志码:A

随着工业产能一直不断地持续扩张，传统生产模式已经很难适应现代工业发展要求。为了有效提升生产效能，工业领域迫切需要引入前沿先进技术，其中可编程逻辑控制器（PLC）技术作为典型代表已取得显著成效。该技术在机械电气控制设备当中的运用，不但实现了设备的自动化与智能化转型，还能切实保障系统运行的可靠性与安全性，进而显著提高整体工业生产力水平[1]。

一、PLC 技术的原理及分类

（一）PLC 技术的原理

可编程逻辑控制器（PLC）技术是当前电气自动化领域里的重要控制设备，它的核心功能是实现对工业生产设备运行监测和智能调控，该系统会实时采集设备运行参数，然后建立数据模型来进行状态评估，再依据预设程序输出控制指令，以此保障生产系统稳定运行。PLC 系统的核心组件有中央处理器也就是 CPU 和存储器模块，其中 CPU 承担着信号采集与逻辑运算功能，存储器负责数据存储与指令缓存。当检测信号符合预设运行参数时，系统会通过输出接口执行控制程序，要是监测到异常工况，该技术具备故障自诊断功能，能够触发报警机制并采取相应保护措施。

（二）PLC 技术的分类

在进行PLC 技术分析的时候，一般能够把它划分成现场总线控制系统（FCS）以及集散控制系统（DCS）这两大技术类别。FCS 技术作为现场级智能设备互联的平台，借助建立双向数字通信网络达成设备状态实时监测与智能控制。DCS 技术采用分层分布式的架构，整合了现代控制理论、计算机通信技术和自动化技术。通过中央监控站与现场控制单元网络化协同，实现生产过程集中监控与分散控制并提升工业生产稳定性和管理效能。

二、PLC 在机械电气控制装置中应用技术要点

（一）开关量逻辑控制

逻辑控制用开关信号来替代常规控制方式，以逻辑运算和时序控制当作核心内容，以此达成多设备协同运行的目标。此外，这个逻辑控制借助开关矩阵对单体设备、产线系统以及自动化加工流水线进行精准调控，保障生产过程具备稳定性与可靠性，进而提升整体的生产效率。

（二）控制模拟量

在工业生产过程当中，为确保生产顺利开展，需要配备多样化机械设备。然而，生产环境存在不确定性因素，像温度、湿度等，给机械电气控制系统带来挑战，这就导致生产效率受到一定程度影响。针对这个问题，应用PLC 技术通过控制模拟量的手段，能够实现环境参数和生产速度模拟及数字化转换，以此来实现对控制装置的精准调控，进而有效规避异常事件发生[2]。

（三）分散控制系统

分散控制系统在架构设计方面和传统控制系统有显著差异，它是基于PLC 技术来实现对不同控制对象精准调控的。该系统通过构建分布式网络架构，达成控制指令与运行数据双向传输，且依托上位机与总线系统协同工作，来实时监测机械电气设备运行状态。该系统采用模块化设计理念，可整合多条生产线的控制单元，实现生产数据互联互通，同时保持对各生产单元独立控制能力，进而根据工艺需求动态调整生产参数，保障生产效率。值得注意的是，该系统容错机制确保当单个控制器发生故障时，仅需隔离故障单元而不影响其他控制器正常运行。

（四）集中控制系统

在机械电气控制这个领域当中，集中控制系统会采用高性能中央 PLC当作核心控制单元，并且配合多台外围设备来构建完整的控制网络。该系统通过PLC 技术达成设备之间的互联互通，还依据工艺流程生成统一的控制程序，进而确保控制精度得以实现。从经济性和效率方面进行考量，集中控制系统具备显著的优势，既能够有效降低设备投入成本，又可以提升整体运行效率。不过在实际应用过程中需要特别注意，当系统里面任一控制参数出现异常变化时，必须马上中止系统运行，以此防止可能产生的连锁反应和负面影响。

三、PLC 技术在机械电气控制装置应用实现

（一）原理图规划

PLC 技术里的原理图规划把机械电气控制装置当作研究对象，其核心目标是保障装置功能的完整性。规划过程中，要对控制线路、辅助电路以及信号系统等做系统性分析，同时充分掌握实际工况情况。具体来说，原理图规划需对各个电气元件进行精确标注，以此保证图纸的规范性和准确性。此外，规划时要明确区分主控回路和辅助回路，并且完善保护功能设计来防止系统紊乱。完成初步规划之后必须把理论分析和实际工况结合起来，对每个规划环节进行严格核查，确保没有任何潜在问题后形成最终方案。值得注意的是，原理图规划必须以客观条件作为依据，避免单纯依靠经验进行判断，这是考虑到机械电气控制装置运行时可能面临多种干扰因素，若处理不当会直接影响设备的正常运行。

（二）接地设计

在PLC 技术应用里接地设计是关键环节，在机械电气控制系统中它有着不可忽视的重要性。不过，从当前实践情况来看，有些设计人员对接地设计这个环节重视程度不够，设计过程也缺乏规范性，这样做不但削弱了系统的保护功能，还可能给设备运行带来负面影响。所以，在开展接地设计工作时要着重考虑下面这些要点：一是，要严格按照国家相关技术规范去做，把安全性能当作设计的核心要点来考虑，涵盖设备运行安全以及人员操作安全等多方面，以此有效预防潜在的风险；二是，在设计过程中要全面评估电气控制装置的结构特征和运行参数，同时也要兼顾能效优化方面的因素，这样能提升接地系统的稳定性，为PLC 技术在机电控制领域的有效应用提供保障。

（三）通信网络设计

在把PLC 技术应用到机械电气控制系统的过程里，通信网络作为核心组成部分起到关键作用。该系统通过构建完善的通信网络架构达成各机械电气设备之间的互联互通，进而提升整体控制效能。具体实施的时候，要从总线结构和配网系统这两个维度开展优化设计：一方面要科学配置总线通信协议的相关参数，另一方面要依据实际工况合理规划网络拓扑的层级，通过整合人机交互界面与通信程序模块，能够显著增强对机械电气设备的管控能力，并有效降低系统运行故障率。

四、结语

综上所述，在对PLC 的技术原理及分类进行系统分析后可知，该技术在机械电气控制装置中的应用是必然的。此技术应用不但能够明显提高生产效率、创造出可观的经济效益，还可以为行业竞争提供必要的技术支撑。不过，在具体实施的过程当中，一定要深入把握关键技术要点、探究应用实现的路径，这样才能充分发挥PLC 技术的应用价值，进而有效提升机械电气控制系统的实用效能。

作者简介：鲁杰（1994.12.03—），男，汉族，江苏镇江人，本科，助理工程师，研究方向：机械电气，通讯邮箱1029311907@qq.com。

参考文献:

[1]祁飞飞.PLC 技术在机械电气控制装置中的应用研究[J].中国金属通报,2025,(01):95-97.

[2]马英贤,许亚成.机械电气控制装置中PLC 技术的应用探讨[J].中国设备工程,2024,(16):228-230.