機械工程與自動化中PLC技術的應用

張錦芳（巨輪智能裝備股份有限公司，廣東　揭陽　515500）

機械工程與自動化中PLC技術的應用

張錦芳
（巨輪智能裝備股份有限公司，廣東揭陽515500）

PLC即可編程程序控制器（Programmable Logic Controller，PLC），是建立在微型計算機的基礎上的工業(yè)自動控制裝置。PLC以其獨特的體積小、應用性高、工作效率高等優(yōu)勢，如今已經被廣泛應用在機械制造、食品生產與檢測、重工業(yè)等多個領域。本文首先對于PLC技術的具體含義以及應用價值進行簡單的介紹，然后針對PLC技術在機械工程與自動化的多個具體環(huán)境中的工作模式以及作用展開較為詳細的分析及闡明，為提升PLC技術對于機械工程與自動化的貢獻價值奠定基礎。

機械工程；自動化；PLC技術；介紹；應用

0　引言

工業(yè)產值作為世界經濟的重要貢獻者，推進工業(yè)的發(fā)展對于世界經濟水平的提升以及社會的進步均有重要的意義。伴隨著工業(yè)化進程的腳步，社會對于機械工程的可控性以及自動化技術的應用價值提出了更高的要求，人們急需一種兼顧實用性、可靠性、靈活性的應用技術來推進機械自動化領域乃至社會各個領域的革新。屆時，PLC技術應運而生。

PLC技術是一種將機器或裝置的運轉與數(shù)字運算進行有機結合的控制性器件，是站在傳統(tǒng)繼電器技術的基礎之上糅合互聯(lián)網、自動化等現(xiàn)代科技形成的創(chuàng)新型技術。在現(xiàn)代社會，PLC技術以及被廣泛地應用在各行各業(yè)，影響著人們的工作方式以及日常生活。認識PLC技術，了解PLC技術在機械工程與自動化中的實際工作模式，對于我國工業(yè)的進步以及生產力的提高有著重要的戰(zhàn)略價值。

1　PLC技術的實用價值與優(yōu)勢

時代的發(fā)展推動了工業(yè)前進的步伐，隨著現(xiàn)代社會勞動力成本的節(jié)節(jié)攀升以及智力資源的日漸珍貴，工業(yè)生產上精簡人力資源的消耗、擴大機械化程度的趨勢已成必然，給機械工程以及自動化技術提出了更高的要求。PLC技術作為現(xiàn)代工業(yè)普遍應用的控制型器件，不僅體積小巧、易于安裝、具有廣泛通用性。而且用戶可以通過編寫程序輕松實現(xiàn)個性化控制方式，很大程度上提高機械裝置以及自動化技術的靈活性以適用性。不僅如此，PLC還有提供多方面強大功能支持，同時兼具高性價比、高可靠性以及低功耗等等優(yōu)點，已經成為了自動化控制的核心技術，成為了我國構建自動化控制技術自主知識產權、推進機械工程與自動化發(fā)展進程的主要操作對象。

PLC技術的應用涉及生產管理、生產監(jiān)控、順序控制等方面，多個操作體系的協(xié)調與配合需要實現(xiàn)PLC處理器核心與控制設備之間及時溝通?；ヂ?lián)網的高速發(fā)展為其提供了通訊技術支持，而PLC技術抗干擾能力強、可靠性高的特點則為準確通信提供了安全保障。甚至可以預測，在今后社會發(fā)展中，PLC技術將與機器人、CAD共同組成主流基礎管理設備體系。接下來將從三個方面具體介紹PLC技術特點：

1.1操作簡單通用性高

現(xiàn)在，絕大多數(shù)PLC均支持程序語言互譯，用戶無需專門學習某一中語言，僅需運用自己常用語言編寫代碼后，用器件自帶的翻譯功能進行語言的轉換即可實現(xiàn)對PLC的編程，降低編程語言門檻。并且PLC的安裝及調試簡單，外部接線較少，促使簡化實際操作系統(tǒng)結構，進而縮短系統(tǒng)運行的周期，工作效率得到改善。

除此之外，為了提高PLC實用價值，全球PLC均統(tǒng)一使用國際標準通信協(xié)議，給不同廠家生產的PLC之間的互換提供了可能，也給PLC的調試提供了方便，極大程度地提高了PLC產品的通信開放度。

1.2體積小能耗少

PLC裝置是集成電子線路技術的重要應用體現(xiàn)，安裝尺寸通常均在10cm以下，重量更是不足150g，為機電一體化提供了實現(xiàn)基礎。同時在實際使用中PLC的消耗功率一般只有個位數(shù)，為節(jié)省能耗做出了貢獻。

1.3抗干擾能力強

在實際應用中，目前廣泛應用于PLC中并且符合國家標準的AS一工總線、Profi bus總線以及Device Net總現(xiàn)場總線與PLC界面之間通常保持良好契合度，為準確通信提供了保障。另外PLC裝置采用抗干擾的電路排布與制造工藝，保證在工作過程中抵御電磁、電路的干擾，具有較高的可靠性，為PLC系統(tǒng)之間有效通信的展開提供了有效保障。現(xiàn)在的PLC裝置甚至采用了多重抗干擾技術，哪怕是置于極端惡劣環(huán)境，它也能夠正常工作。

2　PLC技術在機械工程與自動化中的應用

2.1遠程通信控制與系統(tǒng)控制中PLC技術的應用

在現(xiàn)代通用的機械自動化控制系統(tǒng)中，其他繼續(xù)結構的控制工作通常是由PLC技術實現(xiàn)完成的。不僅如此，隨著科技的不斷創(chuàng)新與進步，PLC技術還被積極地運用于自動化系統(tǒng)本身，根據指令完成糾正系統(tǒng)邏輯錯誤以及排查系統(tǒng)故障等工作，為系統(tǒng)的正常運轉提供了有力保障。在實際的工業(yè)自動化生產過程中，應用PLC技術的自動化系統(tǒng)會對機器操作的每一步驟展開監(jiān)控，并在步驟完成后根據完成情況返回累積誤差值，當累計誤差值超過系統(tǒng)設置的誤差允許上限時，表示此時設備運轉出現(xiàn)異常，同時該自動化系統(tǒng)也會出現(xiàn)邏輯紊亂，無法繼續(xù)運轉。此時PLC控制系統(tǒng)將自動對邏輯發(fā)生混亂的原因進行逐一排查，診斷出問題后立馬發(fā)出報警通知到用戶。PLC的高通信開放度為不同系統(tǒng)的PLC提供通信交流的可能。在保證互聯(lián)網模塊以及信息傳輸界面正常工作的前提之下即可實現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)的遠程監(jiān)控。

2.2邏輯運算中PLC技術的應用

數(shù)字運算是PLC技術的重要組成部分。在自動化控制系統(tǒng)中，PLC主要使用數(shù)據處理與邏輯運算這兩種計算方法。實現(xiàn)諸如數(shù)據運算、數(shù)據篩選、數(shù)據整理以及二進制開關等等功能。運用PLC技術，可以簡單高效地完成大量數(shù)據的分析、排查、整理，極大地提高了提取結論、對比優(yōu)化的工作效率。例如現(xiàn)在許多的食品制造企業(yè)、電子生產企業(yè)甚至交通監(jiān)管部門，都是運用PLC技術實現(xiàn)對于實時數(shù)據的監(jiān)控。除此之外，PLC還可以充當二進制開關，有效提高軟接觸點數(shù)目，促進自動化系統(tǒng)的優(yōu)化。

在資源消耗方面，相比較傳統(tǒng)繼電器，PLC的能耗極低，符合資源節(jié)約型社會理念。高機械化系統(tǒng)幫企業(yè)節(jié)省了人力資源的投入，在勞動力成本激增的今天具有重要價值。在流水線工作模式中，自動化PLC控制系統(tǒng)可以直接運用PLC的二進制開關功能，通過1與0的互變實現(xiàn)由一個工作流程到下一工作流程的轉變，避免了另外安裝檢驗裝置，簡化系統(tǒng)提高工作效率的同時也給企業(yè)節(jié)省了投入成本。

2.3生產系統(tǒng)自動化控制中PLC技術的應用

應用PLC技術控制自動化系統(tǒng)指的是系統(tǒng)中的主機、通信、順序控制、位置控制、參數(shù)設置等等工業(yè)自動化生產模塊均是在PLC技術的控制之下開展工作的。在實際的生產過程中，用戶可以結合企業(yè)實際生產環(huán)境以及生產的具體需求，根據實際生產過程中具體化的操作對象以及監(jiān)控對象特點，合理改造PLC控制指令，優(yōu)化PLV控制模塊的組合模式。在盡力減少模塊數(shù)目以及優(yōu)化工作結構的條件下，實現(xiàn)對于生產進程的多元化有效控制以及生產自動化系統(tǒng)的正常運轉。

運用PLC控制系統(tǒng)中模擬參數(shù)控制模塊指的是通過具體指令的輸入，使用PLC技術監(jiān)控生產過程中某變量的變化，若變量達到一定條件PLC則控制相關機器或裝置進行一定操作，直至監(jiān)控變量沒有達到條件為止。例如飲水機的熱水裝置就是通過監(jiān)測熱水槽中的水溫，如果水溫低于100℃就顯示紅燈，并控制加熱電路正常工作，及時對熱水槽里的水進行加熱。在這一過程中PLC需要對水溫變化進行實時監(jiān)控，是一個過程化控制。截止到目前為止，世界上絕大多數(shù)國家均已實現(xiàn)運用PLC技術完成機械工程和自動化設備的監(jiān)測與控制，PLC技術的應用不僅推動了工業(yè)自動化的發(fā)展，還為企業(yè)經濟效益的提高，乃至社會經濟水平的提升做出了重要的貢獻。除此之外，PLC技術還被積極地運用在了食品、服務、電子、冶金等輕重工業(yè)領域，改變了傳統(tǒng)生產制造模式，影響著國民的工作與生活。甚至直到現(xiàn)在，PLC的作用領域與影響力仍在不斷高漲。

3　總結

我們的社會已經步入了高速發(fā)展的信息化時代，隨著工業(yè)化進程的推進，機械工程及自動化水平已經成為評估國家工業(yè)發(fā)展的重要依據，對于衡量國家綜合實力以及未來發(fā)展趨勢有著舉足輕重的影響。PLC技術作為機械自動化控制的主要支持，對其進行主動的改良與創(chuàng)新對于工業(yè)的發(fā)展以及經濟社會的進步有著重要的意義。本文以PLC的價值以及優(yōu)勢作為切入點，對于PLC技術在機械工程與自動化中的應用開展探究，為全面推廣PLC技術提供了有力支持。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.093