试析PLC技术基础上的工程机械控制系统

王刚元武昌工学院

试析PLC技术基础上的工程机械控制系统

王刚元
武昌工学院

充分利用PLC技术，能够对工程机械的控制系统进行有效改进，进一步使工程机械的自动化水平得到有效提升。本课题笔者在分析基于PLC技术的工程机械控制系统功能的基础上，进一步对基于PLC技术的工程机械控制系统的有效实现进行了探究，希望以此为工程机械自动化水平的提升提供一些具有价值性的参考依据。

PLC技术；工程机械；控制系统

引言

以PLC技术为基础的工程机械控制系统通常由于三大部分组成，即为初始化、车上控制及遥控控制[1]。最为典型的便是军用工程机械控制系统。长期实践表明，要想使工程机械的控制系统得到有效改进，便需要对PLC技术充分利用，将其把人工手动控制取而代之，从而提高工程机械控制的自动化水平。鉴于此，本课题对“PLC技术基础上的工程机械控制系统”进行分析与探究具有较为深远的重要意义。

1 基于PLC技术的工程机械控制系统功能分析

1.1 控制功能概述

以某军用工程机械为例，其主要作用于土方开挖工作当中，工程机械涵盖了十六项控制功能，最为典型的有“挖壕/挖坑选择”、“手动/自动选择”、“翻转架上升及下方控制”以及“浮动控制”等[2]。在PLC技术的融合下，对此工程机械系统提出了更高的要求，即为要求多两个控制回路。

1.2 主要涉及的两个控制回路

对于要求多两个控制回路，一个为车上控制回路，另一个为无线遥控回路。这两个控制回路均需要在遥控状态下方可实现。

一方面，对于车上控制回路，主要的构件有开关量输入及模拟量输入，主要的控制对象是行使装置与车上工作装置。除此之外，还对工作当中发生的操作失误及异常状况发出警报，从而使出现的故障能够获取第一时间的处理。

另一方面，对于无线遥控回路，是同样拥有车上控制系统的功能的，与此同时还具备多项控制功能，比如车辆转向的控制、换挡的控制、油门调节及制动等方面的控制。对于遥控回路来说，是把遥控信号传输至PLC的，进一步让PLC进行系统化的处理。PLC能够把有用的数据，比如档位状态等及时地向遥控器的处理单元反馈，这样操作员便能够对车辆的状态充分掌握。基于无线遥控作业当中，遥控器的处理单元是具有一定的作用的，比如对于出现的失误操作，便能够通过遥控器的处理单元发出警报。除此之外，如果有紧急状况发生，PLC便能够具体情况具体分析，进一步作出有针对性的处理措施。

2．基于PLC技术的工程机械控制系统的有效实现

结合基于PLC技术的工程机械控制系统图示（图1）。在根据该控制系统中初始化、车上控制及遥控控制三大部分，可知对于以PLC技术为基础的工程机械控制系统的实现，是需要从初始化、车上控制及遥控控制三大方面着手的。

基于PLC技术的工程机械控制系统图示

2.1 初始化的有效实现

在系统通电后，PLC首先实现的便是初始化。系统的初始化又分为两个部分，一部分为系统的自检，另一部分为基于遥控状态位的初始化[3]。

对于系统的自检来说，是在系统自身发生错误，或者系统运行外部条件不充分的情况下，便会通过发出警报，从而使控制系统的运作停止。比如是否具备扩展模块、又比如上电是不是处于正常状态，这类问题均属于系统方面的问题。

对于以遥控状态位为基础的初始化来说，是体现在设置及遥控状态位本身。系统所使用的接收遥控指令为“RS485”型号，因此在设置方面便需要充分完善，比如自由端口号的设置、字符数据位的设置以及校验方面的设置等。

在完成自行检查之后，控制系统便可以根据车上的状态开关，进一步对控制方式进行判断，主要看其属于车上控制方式，还是属于遥控控制方式。对于不同的控制方式，是有相对性的控制程序的。

2.2 车上控制的有效实现

对于车上控制来说，主要是对车上控制面板开关设置的情况进行判断，进一步作出相应的执行操作。若为手动操作，那么每一项操作均需要由工作人员加以控制。若为自动操作，能够便需要对时间、转速以及工作方式等进行预先设置，然后保障自动操作过程的有效性。

2.3 遥控控制的有效实现

对于遥控控制来说，其控制信号是通过遥控器发出来的。从可靠性及安全性等方面考虑，遥控控制的设计需要注意多方面的问题。

一方面，基于遥控工作的情况下，若在4秒以内不能对遥控器发出的指令进行有效接收，那么控制系统需要停止工作，对于车辆当中的抛土器及档位复位等均需要停止。

另一方面，在数据丢失的情况下，遥控是会发生中断的故障的。为了防范这一故障的发生，需采取“一问三答”措施[4]。即为控制系统在每接收以此遥控器发出的指令，进行三次回答。

除此之外，需要严格检验在控制程序的基础上由PLC接收的遥控指令，进一步对接收到的遥控指令的有效性进行判断，若为无效，则需进行消除处理。

3．结语

通过本课题的探究，认识到在PLC技术的应用下，工程机械控制系统将能够改善原来人工手动控制的方式，从而实现自动化控制。如此一来，工程机械自身性能将得到有效提升，同时在工作中的工作效率也能够得到相应的提升。鉴于此，可以得出结论：PLC技术应用在工程机械控制系统当中，能够使工程机械的自动化水平得到有效提升，因此值得推广及应用。

[1]杨征.基于PLC技术在温度控制系统的应用[J].电子制作, 2014,20：6-7.

[2]黄平.基于PLC技术的路灯控制系统探讨[J].科技经济市场, 2014,09：6-9.

[3]方宁.基于PLC技术的破碎机自动控制系统设计研究[J].煤矿机械,2014,06：149-151.

[4]陈香琳.基于ARM9的工程机械控制系统硬件平台化技术[J].百色学院学报,2013,03：111-113.

王刚元（1992-）男，汉族，湖北武汉人，本科，武昌工学院，机械设计制造及其自动化专业。