摘要：机械电气设备应用于多个领域，随着现代科学技术的发展，机械电气设备的稳定性、安全性明显提升，但其中依然存在一些安全风险。目前，在机械电气设备应用中实施基于PLC工程的安全控制系统可有效提高安全性及稳定性。PLC是机械电气设备领域常用的电子操作系统，具有可编程、灵活性等特点。在基于PLC工程的机械电气设备安全控制系统中，应重视对系统硬件、软件进行合理设计，以提升整体安全控制水平为主。以下便围绕基于PLC工程的机械电气设备安全控制系统进行探讨。

关键词：PLC工程；机械电气设备； 安全控制系统；设计

引言：机械设备在很多领域的生产与发展中发挥着至关重要的作用。目前，机械电气设备的应用范围广，在设备的安装与应用中可能会因人员操作因素、设备的装配等原因形成安全隐患，进而可能影响设备运行稳定性，并可能给企业造成经济损失。现如今，进一步提高机械电气设备运行稳定性十分关键，与企业发展密切相关。基于PLC工程的机械电气设备安全控制系统有更高优势，本身便有极强的稳定性，若偶然出现故障，可借助其便捷化、模块化的设计进行高效维修，同时其中也有较多的冗余安全控制措施，可大大提高使用安全性。

一、机械电气设备运行中易发生的安全问题及原因

机械电气设备的运行环境比较复杂，一般处于长时间的运行状态，极有可能因多种因素导致安全问题。如隔离开关在安装时出现误动作，这是常见安全问题之一。据悉隔离开关之所以在安装时出现误动作，与其触头在开关动作环节与地面的压力大小和接触面积不对应有关，因此隔离开关会出现触头相对应的氧化反应，并且若该问题未能及时解决，很可能会导致触头损坏；其次，断路器在机械电气设备中很常用，可用于母线连接中，需要断路器与隔离开关合理安装，以充分发挥断路器的作用。但是在实际情况中可能存在两者安装不合理、不规范的情况，因此容易影响和合闸速度，容易引起严重后果；最后，保护装置方面的问题。机械电气设备安装及生产过程中可能出现保护装置拒绝动作的问题，据悉变压器内部容易出现该问题，具体原因与绝缘层被击穿有关，而且该问题的出现很可能引发火灾[1]。

二、PLC技术在机械电气设备中的应用简析

在机械电气设备近年来的发展中，对PLC技术的应用非常深入且广泛，通过合理应用PLC技术有助于提升生产效率、提高设备整体安全性。PLC技术即可编程逻辑控制器，是一种电子操作系统，能够根据设备的具体应用场景合理编制逻辑程序，使机械电气设备可按照具体逻辑程序运行。随着机械电气设备行业中对PLC技术的持续深入应用，其优势也在持续扩大，对相关资源的利用率明显提升，因此对提高其整体安全控制水平有重要意义[2]。

现如今，机械电气设备中对PLC技术的应用愈加深入，可基于PLC工程的具体需求合理设定PLC技术功能，而且在PLC工程中已经采取模块化设计，实现了对PLC功能的优化、完善。当前，应用PLC工程的机械电气设备已经具备极强的自动化特点，可实现自动化控制，进一步提高了生产效率，便捷性、安全性也明显提升，对促进行业领域的发展有重要意义。

三、系统硬件设计

在当前对机械电气设备的应用中，保障其整体安全性十分必要，这是确保设备稳定运行的重要前提。基于PLC工程的机械电气设备安全控制系统已经得到广泛应用，从系统硬件层面看，该系统主要包括站控层、通信控制层和间隔层，每一层面的硬件均由其作用，通过将不同层面硬件的应用与连接，能够实现对机械电气设备的自动化控制，每次控制均可在极短的时间完成，以下便围绕系统硬件设计进行阐述：

（一）PLC工程工业级控制装置选型

企业在机械设备应用前，应基于企业实际情况综合考虑，合理选择PLC工程工业级控制装置，该装置是整个安全控制系统的重要组成部分，与机械电气设备应用中的安全控制水平密切相关。企业需从自身情况、生产常见的信誉、控制装置的性能等方面合理选择。例如型号为TSX4956-910的PLC工程工业级控制装置，本身有多项安全保护措施，在机械电气设备应用中能够提供多重保护，如设备过热保护、输入输出缺相保护等，一旦出现故障问题控制装置可立即起效，进而达到保护设备的作用。随着PLC工程的发展，在该型号的控制装置中还应用了许多新设施，如LED智能显示屏，使得操作人员或管理人员能够实时了解设备的相关运行数据，大大提高了设备管理便捷性。

（二）综保装置

综保装置是系统硬件部分中间隔层的组成部分，与机械电气设备的运行安全密切相关。在应用基于PLC工程的机械电气设备安全控制系统时，综保装置也需合理选型，需基于实际情况综合考虑。例如对于AM2-V1750的综保装置，具备20路通道及RS485通讯接口，从其具体技术指标看，能够满足控制系统的具体需求，也在保护机械电气设备安全中发挥着重要作用，现阶段该型号的综保装置能够满足绝大部分安全控制需求[3]。同时，若设备在运行时出现故障，该综保装置可立即进行语音报警，维修人员可基于报警信息快速确认故障位置及具体故障问题。

四、系统软件设计

（一）机械电气设备运行状态判断

在机械电气设备运行期间，需要关注其运行状态，这是安全控制系统的必要内容，通过实时监测设备运行状态有助于及时发现问题，判断设备是否处于正常状态。在基于PLC工程的机械电气设备安全控制系统中，系统软件设计十分关键，首先便需关注对机械电气设备运行状态的判断。控制系统对设备运行状态的判断需要借助相关判断因素，在具体设计中需要有一级、二级判断因素，例如一级设备的检修和停运、机械电气设备的运行因素等均属于一级判断因素，再如负载的程度、检修的历史数据等均属于二级判断因素。随着时代的发展，机械电气设备类型、型号十分多样，相关的运行状态也有差异，因此需要加强对一级、二级判断因素的了解及监测，便于系统可及时从一级和二级因素的变化中判断是否存在异常情况。此外，还应在系统软件设计中持续提高对一级和二级判断因素的监测精确性，使设备运行状态和安全控制水平均得到提升。

（二）机械电气设备模糊PID控制

机械电气设备的安全控制方法中，模糊PID控制也较为常用，是以模拟神经元为原理进行控制。不过模糊PID控制虽然有规律性，但也具有一定的随机性，因此使得模糊控制可能存在随机性。目前，在基于PLC工程的机械电气设备安全控制系统研究中，模糊PID控制比较常用，而且模糊PID控制也处于持续发展进程中，有着愈加精准化的趋势。为提升模糊PID控制方法的控制精准性，一般需在信息的接口及输入端实行模糊化，在信息处理时，可基于具体的信息规则进行转化。此外，由于模糊PID控制在实际应用时知识库与外界输入的信息无法直接接触，需要进行对接，因此很可能出现信息对接偏差问题。对于出现信息对接偏差的情况，应及时确定问题，快速计算后确定模糊值，根据模糊值求解控制量，以此可消除控制偏差问题。而且在计算模糊值时，还应及时消除静态误差，避免因静态误差影响最终的计算值，从而影响模糊PID控制效果。

结语：机械电气设备在很多领域被广泛应用，随着时代的发展，机械电气设备的安全控制需求明显提升。基于PLC工程的机械电气设备安全控制系统的出现及应用很大程度上提高了安全控制水平。在本文中对该安全控制系统进行了简单阐述，并介绍了机械电气设备的常见安全问题，同时分析了PLC安全控制系统的系统硬件设计和系统软件设计，相信能够进一步提高控制精准性，以提高设备的稳定性和安全性。

参考文献

[1]许泽凯，彭元修，杨谊华. 基于PLC的信息化网络化智能工厂设计 [J]. 绿色科技， 2022， 24 （08）： 266-268.

[2]张栋. 焦化厂电气设备常见故障及诊断 [J]. 陕西煤炭， 2020， 39 （02）： 162-164.

[3]胡青英. PLC控制技术在皮带运输机中的应用分析 [J]. 机电工程技术， 2019， 48 （06）： 176-178.