PLC生产机械控制论文

1PLC电气控制电路缺陷分析

在机械生产过程中，常出现紧急刹车的情况。如果PLC电气控制系统中的起—保—停或正反控制单元故障，则无法达到紧急刹车的目的。常见故障有以下4种。

1.1数字量输入端故障

在PLC生产机械控制工程中，如果数字量输入端故障，则会导致PLC无法正常接收按钮等主令电器发出的指令，进而在机械设备电机启动后无法通过停止按钮停止。

1.2常闭触点连接故障

在安装PLC电气控制系统时，常将按钮常闭触点连接在PLC数字量输入端来作为停止按钮。在这种情况下，停止按钮处于长期通电状态，可能会导致触点出现粘连问题，进而在按动停止按钮后无法正常停车。对于此类故障，想要实现正常停车，需要将主回路电源切断。如果主回路电源开关较远，则电机将无法正常、快速停车，进而在生产过程中有可能引发重大设备和人身伤亡事故。比如，在矿山主井、副井卷扬机的运行中，必须保证电机可及时停车。

1.3正反转按钮接触器故障

在按动正反转按钮后，因其控制接触器故障，导致电机未进行相应动作。如果控制点距现场设备较远，且没有电机运行状态的反馈信号，则会影响操作人员对机械设备运行状态的判断，以及下一步故障处理措施的确定。

1.4接触器故障

在电机正常运行过程中，接触器故障会导致机械电机停机，且无法搜索到电机运行状态的反馈信号，这会对故障的发现和处理造成不良影响。比如，球磨机的启动顺序为先启动润滑系统，数分钟后启动球磨机，如果控制润滑系统的接触器故障，则会导致润滑系统无法正常启动。而在设备运行过程中，操作人员和PLC无法有效判断润滑系统是否达到延时时间的要求，进而会影响球磨机的启动时间，很有可能会引起轴瓦烧毁。

2PLC生产机械电路缺陷改进措施分析

在PLC生产机械控制电路中，如果控制电机的正反转单元故障，则会影响机械设备的正常生产。在对其电路进行改进时，需要从硬件电路和控制程序两方面进行。具体方法有以下3种：

①可通过设置手动控制最高优先权的方式，确保操作人员在任何情况下都可有效按动停止按钮，做到及时停车，以免出现运行故障。

②可在控制电路中增加“记忆”电机正转、反转和停止状态中间的继电器，使电机可自行、有规律地正常运行，这样不仅可减少故障的发生，还能保证操作人员随时掌握机械运行状态。

③利用上位机人机界面实现对电机的实时监控和控制。对于PLC控制机械运行状态反馈信号，一般由现场设备触点连接到PLC数字量输入端来提供，只有在PLC获取到电机运行状态反馈信号后，才能证明电机处于正常运行状态。控制信号为现场机械动作状态信号，基本通过HMI、PLC数字输出端与现场机械执行机构、中间机构相连接实现正常传输。对PLC外围电路进行改进，由KM1和KM2分别实现对电机正转、反转接触器的控制，并与常开辅助触点作为反馈信号接入PLC数字量输入端。KA1、KA2和KA3分别代表记忆电机正转、反转和停止状态中间继电器的控制，线圈作为控制信号接入到PLC数字量输入端。

3PLC生产机械控制电路改进实例分析

以吸泥机为例，拆除了设备中每台行车原有的滑触线和控制柜，并以扁平软电缆连接电源。控制柜采用重新制作的方式处理，在每台控制柜中安装了1个小型PLC，型号为S7-200+EM243，而无线交换机采用MOXAAWK-3121系列产品。改进后，每台吸泥机采用MOXAAWK-3121对沉淀池区域的无线通信系统进行建设，每台行车控制柜内小型PLC与MOXAAWK-3121连接，MOXAAWK-3121作为Client端，并通过馈线、天线延长到车控制箱外部；在沉淀池PLC站位置安装了1台AWK-3121，并设置成AP模式。对机械控制电路改造后，每台行车控制柜内的AWK-3121均可通过无线链路与沉淀池PLC站AWK-3121连接，达到了沉淀池PLC站与每台行车控制柜通信的目的。

4结束语

对于PLC生产机械控制电路设计，在实际应用过程中仍存在一定的缺陷。为了提高对机械运行状态的控制效果，需要对电气控制系统设计中存在的问题进行分析，并从多个角度选择切实可行的优化措施，减少或避免各类问题的发生。通过对PLC生产机械控制电路的优化，可使操作人员随时掌握机械运行状态，及时采取措施对存在的故障进行处理。

作者：范汉斌 单位：卜蜂水产（阳江）有限公司