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非標機械設計之老舊設備控制系統升級改造案例

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在工業自動化發展進程中，許多企業仍在使用基于繼電器邏輯的老舊設備。這些系統雖曾穩定可靠，但如今普遍存在故障率高、柔性差、維護困難等問題。對其進行控制系統升級，采用可編程邏輯控制器（PLC）和人機界面（HMI）替代原有復雜的繼電器線路，已成為提升設備效能的關鍵途徑。

某企業一臺關鍵物料傳送設備，其控制核心是數十個繼電器、接觸器和時間繼電器構成的復雜線路。該系統頻繁出現觸點氧化、線圈燒毀等故障，排查難度大，且工藝流程固化，任何微小改動都需重新接線，嚴重制約生產。改造目標是在不影響生產進度的前提下，實現系統穩定、柔性控制與狀態監控。

改造方案的核心是選用一款中型PLC和一塊觸摸式HMI。具體實施分為三步：

硬件替換與布線優化：徹底拆除原有的繼電器控制柜。PLC的I/O模塊直接連接現場的傳感器（如限位開關、光電傳感器）和執行機構（如接觸器、電機驅動器）。布線采用標準的端子排方式，線路清晰度大幅提升，為未來維護奠定基礎。
軟件邏輯編程：在PLC編程軟件中，將原有的硬接線繼電器邏輯“翻譯”并優化為梯形圖或結構化文本程序。這不僅復現了所有原有功能，還引入了先進的邏輯處理，如互鎖保護、故障診斷和順序啟停，系統可靠性顯著增強。
人機界面設計：HMI畫面直觀展示了設備運行狀態、工藝流程、實時參數及故障報警信息。操作員可通過觸摸屏輕松完成啟停、模式切換和參數設置，無需再面對令人困惑的按鈕與指示燈。

改造后，設備故障停機時間下降了超過70%。程序的柔性使得工藝調整只需在軟件層面完成，響應速度極快。HMI提供的清晰報警和歷史數據，使維護人員能快速定位并排除故障，維護效率成倍提升。

此案例證明，用“PLC+HMI”方案升級老式繼電器系統，并非簡單的替換，而是對設備控制架構的一次重塑。它成功地將一個僵硬、封閉的系統轉變為智能、柔性且易于維護的現代化平臺，為企業帶來了顯著的經濟效益與競爭優勢。

逯周強

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聯系人：逯周強