简述机电设备PLC技术改造方法

【摘要】本文主要介绍了设备技术改造的要求以及PLC技术在机电设备中的应用状况。并且分析了改造前的准备工作以及程序设计的过程。

【关键词】机电设备，PLC技术，改造方法

中图分类号： TU85 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

在当前新兴的控制技术中，PLC技术在现代工业企业设备的控制系统中的应用非常广泛。但是，为了进一步完善该技术的应用，我们考虑对设备进行PLC技术改造。

二、设备技术改造的要求

（一）要从实际出发

根据生产需要，决定改造哪些设备，不应改造役龄较短或役龄过长的设备，而要改造役龄为中年的设备为宜。改造的范围，不宜从根本上改变原有设备的整体结构，要在原有设备的基础上改进一些落后环节或增加一些先进结构，更换或加装某些零部件或装置。

（二）采用的技术要先进适用

因企业生产所需生产能力不同，设备的技术状况也不一样，采用的技术标准要有高有低，讲究先进和适用，不可盲目追求高指标。

（三）选出最佳方案

制定设备技术改造方案时，一定要科学论证，进行技术经济分析，经各种方案对比后选择最佳方案。对所选方案和所采用的新技术一定应有把握，要可行、适用被改造的设备。

（四）改造要有实在的经济效益

制定设备的技术改造方案，应综合考虑投入的人力、物力、财力和创造的效益，要以较少的投入获得最大的产出效益，实施机电设备的技术改造，要做到设备的技术改造要与企业长远发展和技术改造相结合，与设备的大修理相结合，与企业生产工艺调整相结合，与本单位技术资源相结合，发挥各自优势，取长补短，不断开发新技术，提高自主创新能力。

三、PLC技术的使用场合

（一）纯开关量控制系统

纯开关量控制系统的特点是串联、并联和混联回路。不管它们如何复杂，都是由基本串并联电路组成，是一些逻辑控制。这种控制系统如果要用常规的接触器---继电器控制，特别是一些复杂的控制系统，那的确是很麻烦的，也是不可靠的。如果改用PLC控制，不仅简单的多，而且可靠的多。

（二）以开关量为主，模拟量为辅的控制系统

因为PLC 有A/D 模块，既能处理开关量，又可以处理模拟量，还可以按人们需要任意组合，如设备的力矩信号、角度信号、重点信号等模拟量。

（三）大型复杂的单机控制系统

大型复杂设备，它的控制系统极其复杂，I/O 点多，有几十个甚至几百个中间继电器。每一个线圈回路中，都串并联着很多触点，一旦出了毛病，检查非常困难。如果采用PLC技术，不管怎样的复杂系统，都不用硬线连接，而只要用PLC编程语言就能很方便地将控制回路连接起来，使整个控制系统更简单、可靠。

（四）自动、半自动单机以及流水线和自动线的控制系统

这些设备的电气控制部分更加复杂，I/O 点很多，中间环节更多，相互之间有互锁要求、节拍要求，时间搭配很严密，甚至设备运行时需要进行物理量的计算。原来的系统经常出问题，调试周期很长，维修也很困难，需要专人维修。我公司原90年代的上海港机厂生产的MQ16-30门座式起重机，起升机构、旋转机构、大车行走机构均采用继电接触器控制电气拖动，电机采用绕线是异步电动机，由于电机的功率较大，启动方式为串电阻启动，控制方面采用继电接触器控制，由于现场的就地原件，限位、开关、按钮、指示、感应等器件较多，随着设备的老化，和前期设备保养的不良，大部分控制线路老化，出现线路虚接和短路，一些接触类的辅助开关，由于高频率的使用，出现控制的不稳定，故障率居高不下，维修保养成本增加，严重影响了设备的正常运行，而且故障不易查找，因此在07年，对门座式起重机的起升机构、旋转、及大车行走机构进行了PLC变频改造，将原来繁杂的控制系统进行改造，采用PLC控制，程序控制，简化了控制系统，同时辅助CMS画面，将设备故障进行画面显示，便于查找故障，并能精确到故障点，08年改造完成至今，系统稳定，故障率大幅度降低，更重要的是门座式起重机的安全系统的一些参数可以随工况的不同进行调整， 工作过程能做到随时监控，结合设备的管理软件，提供设备的运行信息，如工作时长、电流、作业量等，能得到设备管理需要的设备运行故障统计报表、运行成本报表等。

四、改造前的准备

（一）要充分了解设备产品的工艺特性

任何一个PLC系统都是为了实现被控对象的工艺要求，进一步提高生产效率、产品质量和生产安全，故在改造时要最大限度地满足被控对象和和用户的基本要求，应尽量进行新功能开发，PLC控制原理虽然与继电控制有相同的地方，但是PLC更为显著的是能实现现场数据的多重引用，结合现代工业产品与编码器、力矩限制器、温度巡检仪等传感和测量元件提供的现场信号，进行计算，更多的是进行运算控制。

（二）认真阅读控制过程

要详细分析控制要求和控制电路，可编程控制器的前身就是继电器控制电路，而在逻辑控制场合，电路图和梯形图是比较相似的，但是继电器控制电路采用并行工作方式，而PLC采用串行工作方式，故必须细致、全面地了解控制的全过程，才能够确定PLC控制的基本方式、所要完成的动作、自动工作循环的组成、各个自动控制动作的循环顺序、必须的保护和连锁条件及故障指示等等。

（三）选择合适的PLC机

1.I/O点数的选择

在选择PLCI/O点数时，在满足控制要求的前提下，要兼顾价格及备用余量，即使这样，还要留一定的余量，用以设备运行中的故障点的调换，后期设备功能增加的支持。一般情况下，I/O点数要根据控制对象输入输出信号的实际需要，再考虑10%～30%的余量即可。

2.用户存储容量

用户存储容量是指PLC用于存储用户程序的存储容量，它的大小是由用户控制程序的大小来决定的，在此基础上适当考虑留有一定的余量（20%～30%即可），可以按照下面的公式计算：

M=开关量I/O点数×10+模拟量通道数×100存储容量=M+M×（20%～30%）

3.选择合理的结构形式

可以选择整体式PLC机或者是模块式PLC机。整体式的I/O点平均价格比模块式的低，而且具有体积小、结构紧凑等优点，一般用于工艺过程比较固定的系统中，但是功能不及模块式的灵活。模块式PLC机的各个部分以模块的形式插入机架的底板上，组装在一个机架内，输入输出部分也是模块式的，所以配置灵活、装配方便、便于扩展，一般的中型、大型等比较复杂的PLC机采用这种结构，而且也能够适应于比较恶劣的生产环境。

（四）进行I/O地址分配

这一个环节虽然不十分复杂，但必须考虑周到，尤其是在考虑节约I/O点数的情况下。在进行I/O地址分配时，最好有一个自己比较好区分的规律，以便于进行程序设计、后期图纸的标号、现场元件的摆列、以及行业的通用规则。

五、程序设计的过程

（一）程序检查

把已经编好的程序输入编程器中，仔细进行检查，在改正语法和数据错误后存入PLC的存储器中。

（二）模拟运行

模拟系统的实际输入信号，并在程序运行中，在适当的时刻扳动开关接通或断开输入信号，模拟各种机械动作，使检测组件的状态发生变化，同时观察PLC输出端状态指示灯的变化，来确定程序执行情况，并对照执行组件正确动作，看程序是否有错误。

（三）实物调试

利用现场实际的主令组件、检测组件和执行组件组成模拟控制系统，进一步检测组件的可靠性以及PLC的实际负载能力。

（四）现场调试

这一步要在前几步都完成的情况下，对系统安装完毕时才能进行，对于一些具体的参数要进一步的现场整定。在反复调试检查没有问题时，再把程序固化到EPROM中，投入试运行，试运行一般分为先空载试车后重载运行，每个运行阶段都是先单机构，后联动。

六、结语

对机电设备PLC技术的改造是一个非常重要的过程，而且可以节省辅助时间，大大提高企业的生产效率，为企业增加经济效益。因此，我们要用科学的方法进行改造，并且反复调试运行。

参考文献

[1]任丽华，赵毅斌 简述机电设备PLC技术改造方法[J]《黑龙江纺织》2011年2期

[2]叶魏仪 对机电设备PLC技术安装改造方法探讨[J]《科技资讯》2011年4期

11年17期