传统机械控制系统缺陷与改造方法

摘 要：随着科技的不断发展，社会的不断进步，传统的机械控制系统也越来越不能满足人们对各方面的要求。其是以自身的动作为重点，没有将机械控制系统其本体与操作对象进行相互联系；而且在安全性方面也没有进行周全的考虑；传统机械控制系统其还没有生产机械运行状态的反馈信号，这样造成操作人员无法对生产机械的运行状态进行及时有效的掌握。当前传统的机械控制系统普遍存在缺陷。本文就对这些缺陷和弊端进行详细的分析，从而提出较为新颖、独特、实用的改进方法。

关键词：传统；机械；控制；改造

1 引言

随着社会生产技术的提高，传统的机械控制系统也显露出很多的缺陷和不足。传统机械控制系统是人为的进行控制，并属于单输入单输出系统。在最初的机械控制系统中，其是将单片机与PC联合作用的控制系统，由于单片机成本低、轻便，并且较为灵活的嵌入到硬件切割机中。但其缺陷是没有强大的处理能力，无法独立完成复杂的切割式样及复杂的运算。而后来是将PC作为处理平台的控制系统。其灵活性高，并且PC为处理平台的控制器拥有熟悉的软硬件资源，平台设计性及运作性能都很强大。但该控制却不能脱离PC独立的运行，而且成本也相比之下更高了。本文将其具体的传统机械控制系统缺陷进行叙述，并提出改造方法。

2 传统机械控制系统的缺陷

在大多数情况下，当机械生产需要进行紧急停车的时候，往往会在起-保-停或正反转控制单元出现这样几个故障，这样就没有办法实现紧急停车。

2.1停机按钮无效操作

在传统机械进行控制的时候，其显示的数字量在输入端出现故障的时候，就会导致接收按钮没有办法发出指令，而且只要电机一转动，就无法完成停车操作利用停止按钮。

由于很多人都习惯性的将长闭触点接在继电器或者是PLC的数字量输入端，使其成为停止按钮。但这种停止按钮却无法进行电机的停车。

以上两种故障在发生后，只能是进行主回路电源的切断才会使电机停车。但如果出现主回路电源开关距离较远，操作不及时，很容易造成重大的设备故障机人身伤亡。尤其是矿山主井、副井的卷扬机是坚决杜绝停车故障的发生。

2.2电机运行故障

在电机进行正转或反转的时候，可以按下正转或反转的起动按钮，但如果电机没有运行，便可以判断其接触器出现了故障。如果控制的地点与现场的设备有着较远的距离，并且也没有出现电机运行状态的反馈信号，那操作人员就无法准确的判断电机的运行状态，这不利于及时的发现和处理故障。

在电机运行的时候，接触器出现故障会使电机停车，如果没有电机运行状态的反馈信号，也会使得故障无法及时进行分析和处理。

3 传统机械控制系统的改造方法

3.1改造控制电路

为了改进控制电路，可以对故障情况进行改进，具体措施有这样几点。

对最高的优先权可以进行手动设置。对操作人员在任何情况下停止按钮，电机都可以及时完成停车操作。

对控制电路增加“记忆”，电机正、反转，停止状态的中间继电器。

利用上位机HMI（人机界面）可以实现对电机也就是生产机械的监视和控制。

对PLC控制系统在改进后，现场的设备其触电接到PLC的数字量输入端，这样可以提供反馈信号。并表明电机是正常运行的。否则，在HMI中就必须实现故障显示或是执行相应的处理动作。控制信号的发出，往往是由HMI通过PLC的数字量输出端接到现场设备的执行机构或是中间机构来提供的。

3.2硬件电路的改进

HMI监控画面是利用WinCC组态软件来实现更为组态形象、逼真的监控画面，这也有助于操作人员进行监视，并了解整个生产机械的运作状态。从而排除了停机按钮无效操作这种故障的方式。而在画面中利用组态的“软”按钮来代替接在PLC输入端的“硬”按钮，不仅可以使电机的正反转具有可控性，增加的手动停车最高优先性，更使得电机运行故障发生大大减小。如图2为HMI的监控画面。

3.3手动/自动控制

手动控制仅仅是利用纯硬件的电路就可以实现，其电路形式与传统的接触器-继电器正反转控制电路基本是相同的。自动控制是由HMI利用PLC对中间的继电器进行控制来实现的，正转按钮与中间的继电器常开触点并联，这样表明自动方式与手动方式有共同作用。从而更好的实现手动停车的最高优先权。

4 结束语

传统的机械控制系统其存在较多的漏洞，对安全要求也极低。为此，控制电路在事故情况下，要有效的保障人员、设备的安全，并竭力制止事故扩大；另一方面，控制电路的电器工作应牢固、稳定并能适应环境要求。在控制电路中相信通过不断地改进和优化，虽然造价也有了控制幅度内的提升，但其系统性能也必有很大幅度的提升。从而实现机械控制系统科学化设计，并提高其系统安全性、可靠性。

参考文献

[2] 廖常初. S7-300/400PLC应用技术[M]. 北京：机械工业出版社，2011.

[3] 张进秋. 可编程控制器原理及应用实例[M]. 北京：机械工业出版社，2004.