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【摘 要】简单介绍了机械电气控制系统的发展现状和趋势，分析了两种控制系统的应用范围与发展前景。对一种机械分装机的电气控制系统进行了简要设计，证明PLC控制技术在机械电气控制领域中，具有广阔的发展前景。
【关键词】机械电气；控制装置；PLC；应用
一、机械电气控制发展现状
90年代以后，自动化技术面临着以现场总线技术为基础，并以计算机、通信和控制技术集成为主导的控制系统的第三次技术飞跃。而前两次的技术飞跃分别是以模拟信号主导，微电子技术为基础的自动化仪表盘和电子装置；以及以高速运算计算机为主的，I/O功能模板为主导的大型控制系统。随着这些控制系统的不断发展，可编程控制器（PLC）应运而生。70年代，在它出现之初就成功地在汽车工业中得到了应用；进入90年代，随着PLC的处理速度、运算和控制功能的不断提升，使其向着仪表—电气—计算机控制一体化的方向前进。目前，在产品的连续生产和批量生产的过程中，以PLC为基础的PID回路控制和DCS 控制系统也在得到了十分广泛的应用。基于PLC技术的控制系统将是一种集智能传感、计算机、数字通讯、控制等为一体的综合性技术，其不仅仅是一个基层系统，更是一种新型的开放式和全分布式的控制系统。
二、控制技术类型
（1）现场总线型控制系统FCS。现场总线型控制系统FCS将现场智能设备和自动化系统中的包括数字式、双向传输、多分支结构连接起来的通信网络。它能够支持双向、多节点和总线式的全数字通讯形式。其由最底层的Infranet控制网、各控制节点和现场环境等几部分组成，并构成了一个完整统一的分布式控制体系结构。（2）集散型控制系统DCS。现代DCS 控制系统是将信息高度集中化，同时用户可实现对全部生产过程的管理调度进行优化。集散型DCS控制系统主要是通过控制技术、通讯技术和计算机技术等，利用一些特定网络将生产部门包括现场控制站、监测站等连接起来，来完成分散控制，集中管理操作的综合性控制系统。它主要由显示部分、通信总线和控制部分组成。其中，通信总线将控制部分和显示部分连接成一个完整的控制系统。它的设计初衷为“危险分散、信息集中”，即将危险进行分散控制，而对其进行集中显示和管理。（3）类型的确定。基于PLC技术的控制系统的选择要从多个方面进行论证和对比。代表着潮流与发展方向的FCS控制系统是在DCS控制系统的基础上发展起来的，它尽管不如DCS 控制系统成熟，但是其结构简单成本低、控制功能分散、工作灵活可靠，同时又具有互操作性等优势。所以，综合看来FCS控制系统必将取代DCS控制系统。
三、电气控制装置设计举例
（1）分析原理图。对原理图的分析主要包括主电路分析、控制电路分析、信号分析、连锁分析和保护环节等几个要点。在设计初期，要对其进行解读和辨认。首先要认清电路图中的电动机、电气设备等用电设备；其次要认清主电路的控制电器和保护电器；最后还要根据需要对电源进行检查。（2）PLC控制系统的设计与选择。现以煤炭分装器为例对基于PLC技术的控制系统进行结构设计。分装器主要由拦包机、导料摆板、气动系统和电气控制系统等几部分组成。其功能实现主要通过，在分料皮带上安置多组光电感应器来识别煤炭进入分装箱的情况，并由PLC控制系统对进入分装箱的距离进行时间换算，然后在操作台上利用软件实现开关控制功能。该系统能够对分装的重量进行设定，在出现拥堵现象时可实现自动断电，起到一定的自我保护作用。因此，在PLC选型上可选择日本OMRON小型PLC控制器；在I/O点数设定上，可控制在输入24，输出16，共40点，选取60为宜。下面进行相应程序和回路的设计。（3）通信网络设计。PLC通信网络的设计由通信网络和控制网络组成，共同完成控制任务。在底层或中层子网配置过程中，采用公司的专用协议；在高层子网配置过程中，采用通用协议；在各级子网的配置过程中，可采用3-4级构成。在通信系统的选取中，主要以PLCRS422总线上位连接系统为主，可采取主从总线1：N的通信方式。最后对通信程序和人机界面监控程序进行设计。（4）接地设计。接地设计主要时为了提高系统的安全系数和抗干扰能力。但是在电路或系统的设计中任意接地，反而会导致工作不稳定。对此，在设计过程中要进行严格的讨论和思考。在本例的控制系統结构设计中，由于是集中-分散式的控制系统，可以将控制电路板的OA与OD直接进行短接，可有效地提高机体的阻抗，同时降低了振动对机器的影响。
通过上面的介绍、分析和设计举例，对基于PLC技术的煤炭分装机控制系统进行了简要的设计。通过实际应用，证明其在正常运营的过程中，安全稳定性能良好，工作效率也有了明显的提升，节省了大量的人力和物力。通过此设计实例，证明PLC技术在控制系统中的应用范围与前景十分的广阔。
参 考 文 献
[1]史国生．电气控制与可编程控制器技术．化学工业出版社，2004，（2）：2～3
[2]郭丽霞．可编程控制器应用技术．北京理工大学出版社，2009，
（7）：5～7
【关键词】机械电气；控制装置；PLC；应用
一、机械电气控制发展现状
90年代以后，自动化技术面临着以现场总线技术为基础，并以计算机、通信和控制技术集成为主导的控制系统的第三次技术飞跃。而前两次的技术飞跃分别是以模拟信号主导，微电子技术为基础的自动化仪表盘和电子装置；以及以高速运算计算机为主的，I/O功能模板为主导的大型控制系统。随着这些控制系统的不断发展，可编程控制器（PLC）应运而生。70年代，在它出现之初就成功地在汽车工业中得到了应用；进入90年代，随着PLC的处理速度、运算和控制功能的不断提升，使其向着仪表—电气—计算机控制一体化的方向前进。目前，在产品的连续生产和批量生产的过程中，以PLC为基础的PID回路控制和DCS 控制系统也在得到了十分广泛的应用。基于PLC技术的控制系统将是一种集智能传感、计算机、数字通讯、控制等为一体的综合性技术，其不仅仅是一个基层系统，更是一种新型的开放式和全分布式的控制系统。
二、控制技术类型
（1）现场总线型控制系统FCS。现场总线型控制系统FCS将现场智能设备和自动化系统中的包括数字式、双向传输、多分支结构连接起来的通信网络。它能够支持双向、多节点和总线式的全数字通讯形式。其由最底层的Infranet控制网、各控制节点和现场环境等几部分组成，并构成了一个完整统一的分布式控制体系结构。（2）集散型控制系统DCS。现代DCS 控制系统是将信息高度集中化，同时用户可实现对全部生产过程的管理调度进行优化。集散型DCS控制系统主要是通过控制技术、通讯技术和计算机技术等，利用一些特定网络将生产部门包括现场控制站、监测站等连接起来，来完成分散控制，集中管理操作的综合性控制系统。它主要由显示部分、通信总线和控制部分组成。其中，通信总线将控制部分和显示部分连接成一个完整的控制系统。它的设计初衷为“危险分散、信息集中”，即将危险进行分散控制，而对其进行集中显示和管理。（3）类型的确定。基于PLC技术的控制系统的选择要从多个方面进行论证和对比。代表着潮流与发展方向的FCS控制系统是在DCS控制系统的基础上发展起来的，它尽管不如DCS 控制系统成熟，但是其结构简单成本低、控制功能分散、工作灵活可靠，同时又具有互操作性等优势。所以，综合看来FCS控制系统必将取代DCS控制系统。
三、电气控制装置设计举例
（1）分析原理图。对原理图的分析主要包括主电路分析、控制电路分析、信号分析、连锁分析和保护环节等几个要点。在设计初期，要对其进行解读和辨认。首先要认清电路图中的电动机、电气设备等用电设备；其次要认清主电路的控制电器和保护电器；最后还要根据需要对电源进行检查。（2）PLC控制系统的设计与选择。现以煤炭分装器为例对基于PLC技术的控制系统进行结构设计。分装器主要由拦包机、导料摆板、气动系统和电气控制系统等几部分组成。其功能实现主要通过，在分料皮带上安置多组光电感应器来识别煤炭进入分装箱的情况，并由PLC控制系统对进入分装箱的距离进行时间换算，然后在操作台上利用软件实现开关控制功能。该系统能够对分装的重量进行设定，在出现拥堵现象时可实现自动断电，起到一定的自我保护作用。因此，在PLC选型上可选择日本OMRON小型PLC控制器；在I/O点数设定上，可控制在输入24，输出16，共40点，选取60为宜。下面进行相应程序和回路的设计。（3）通信网络设计。PLC通信网络的设计由通信网络和控制网络组成，共同完成控制任务。在底层或中层子网配置过程中，采用公司的专用协议；在高层子网配置过程中，采用通用协议；在各级子网的配置过程中，可采用3-4级构成。在通信系统的选取中，主要以PLCRS422总线上位连接系统为主，可采取主从总线1：N的通信方式。最后对通信程序和人机界面监控程序进行设计。（4）接地设计。接地设计主要时为了提高系统的安全系数和抗干扰能力。但是在电路或系统的设计中任意接地，反而会导致工作不稳定。对此，在设计过程中要进行严格的讨论和思考。在本例的控制系統结构设计中，由于是集中-分散式的控制系统，可以将控制电路板的OA与OD直接进行短接，可有效地提高机体的阻抗，同时降低了振动对机器的影响。
通过上面的介绍、分析和设计举例，对基于PLC技术的煤炭分装机控制系统进行了简要的设计。通过实际应用，证明其在正常运营的过程中，安全稳定性能良好，工作效率也有了明显的提升，节省了大量的人力和物力。通过此设计实例，证明PLC技术在控制系统中的应用范围与前景十分的广阔。
参 考 文 献
[1]史国生．电气控制与可编程控制器技术．化学工业出版社，2004，（2）：2～3
[2]郭丽霞．可编程控制器应用技术．北京理工大学出版社，2009，
（7）：5～7