機(jī)械工程與自動(dòng)化中PLC技術(shù)的應(yīng)用分析

李志宇 徐瀟雨 賴慧航 鄭瑋強(qiáng) 蘇志達(dá)

摘 要：PLC又稱可編程程序控制器，主要指的是一種基于微型計(jì)算機(jī)的工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)施。隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步以及發(fā)展，PLC依靠自身的高實(shí)用性價(jià)值、高效率等特點(diǎn)，逐漸在我國(guó)的多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域中取得了較為可觀的發(fā)展。本文主要對(duì)機(jī)械工程與自動(dòng)化中PLC技術(shù)的應(yīng)用加以分析和研究。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程;自動(dòng)化;PLC技術(shù);應(yīng)用分析

一、PLC技術(shù)及其特點(diǎn)概述

對(duì)現(xiàn)如今的工業(yè)領(lǐng)域而言，PLC已經(jīng)可以作為一種較為典型的單臺(tái)設(shè)備自動(dòng)化控制設(shè)備，具備抗干擾性強(qiáng)以及編程便捷性較高等多種優(yōu)勢(shì)性特點(diǎn)。近年來(lái)，隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)的軟件以及技術(shù)開(kāi)發(fā)等工作都取得了較為可觀的成效。同時(shí)，基于PLC技術(shù)存在較高的技術(shù)性，不僅是在機(jī)械方面，在電氣以及冶金方面也具有較為廣泛的應(yīng)用（如圖1），是支撐自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)動(dòng)力[1]。

PLC技術(shù)的特點(diǎn)主要包括：第一，使用基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議。為了提升PLC的使用便捷性以及對(duì)其的宣傳效果，各生產(chǎn)方要求所生產(chǎn)的設(shè)備統(tǒng)一應(yīng)用基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，如此一來(lái)，便使得各種不同出處的PLC產(chǎn)品的互換可能性大幅度提升，同時(shí)，也有效提升了PLC后期修復(fù)的便捷性和以及效率。第二，程序編輯便捷性較高。生產(chǎn)PLC的多數(shù)廠家均依照用戶的現(xiàn)實(shí)需求，在設(shè)備中加設(shè)計(jì)算機(jī)軟件等，目的是為了降低用戶編程的實(shí)際工作壓力，擴(kuò)大了PLC編程的應(yīng)用范圍，加大了PLC編程的應(yīng)用廣泛性。

第三，現(xiàn)場(chǎng)總線界面間具有較高的契合度。多數(shù)生產(chǎn)PLC的廠家均會(huì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線，并會(huì)將其較為良好的應(yīng)用在通信領(lǐng)域中，對(duì)促進(jìn)通信的穩(wěn)定性提升起到了積極影響。第四，具備較高的技術(shù)操作性。大多PLC技術(shù)都可以促使相應(yīng)程序發(fā)揮出語(yǔ)言互譯管理的職能，使得用戶可以更為快速、準(zhǔn)確的了解相應(yīng)的語(yǔ)言結(jié)構(gòu)及模式，有助于充分發(fā)揮程序的實(shí)效性。同時(shí)，可以良好發(fā)揮自動(dòng)翻譯職能的PLC技術(shù)，也可以保障用戶在翻譯后實(shí)施的多種后續(xù)操作。

二、機(jī)械工程與自動(dòng)化中PLC技術(shù)的應(yīng)用分析

PLC技術(shù)對(duì)于提升數(shù)字化運(yùn)算效率以及更好的維護(hù)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)存在十分重要的意義，并可以通過(guò)和傳統(tǒng)繼電技術(shù)加以合理結(jié)合的方式，促使相應(yīng)的自動(dòng)化系統(tǒng)于互聯(lián)網(wǎng)滿足常規(guī)性的技術(shù)要求。PLC技術(shù)存在的價(jià)值本身就極高，對(duì)其加以合理應(yīng)用，不僅對(duì)促進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展具有積極意義，也可以有效提升工業(yè)生產(chǎn)的效率以及便捷性。同時(shí)，現(xiàn)如今，PLC顯然已經(jīng)成為了當(dāng)今時(shí)代工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用極為廣泛的管理設(shè)施及項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，促使自動(dòng)化系統(tǒng)整體管控結(jié)構(gòu)的實(shí)效性充分發(fā)揮出來(lái)，既可以達(dá)到提升自動(dòng)化項(xiàng)目效率以及改良機(jī)械工程的目的，也有助于更好的突顯相應(yīng)技術(shù)結(jié)構(gòu)各方面的優(yōu)勢(shì)性價(jià)值[2]。

（一）生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化控制

將PLC技術(shù)與具體的生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)加以合理融合，促使生產(chǎn)系統(tǒng)中的PLC技術(shù)實(shí)效性充分發(fā)揮出來(lái)，對(duì)良好的構(gòu)建高實(shí)效性的順序控制模塊以及主體控制模塊等具有的十分積極的影響，促使各個(gè)環(huán)節(jié)的工作均可以在相應(yīng)的操作結(jié)構(gòu)中發(fā)揮出較高的實(shí)用性價(jià)值。在具體進(jìn)行各環(huán)節(jié)生產(chǎn)操作時(shí)，基于PLC技術(shù)，用戶便可以以生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)需求及相應(yīng)的生產(chǎn)環(huán)境為基礎(chǔ)，依照生產(chǎn)過(guò)程中的監(jiān)控以及操作對(duì)象的實(shí)際特點(diǎn)，對(duì)PLC控制指令實(shí)施一定的改造，進(jìn)而達(dá)到對(duì)PLC控制模塊的組合形式加以改良的目的。如此一來(lái)，便可以在有效控制模塊數(shù)量的前提下，對(duì)多元化的生產(chǎn)進(jìn)程實(shí)施合理控制，確保相應(yīng)自動(dòng)化系統(tǒng)可以順利運(yùn)行。

對(duì)PLC控制系統(tǒng)中存在的模擬參數(shù)控制模塊加以合理應(yīng)用，具體指，經(jīng)由輸入相應(yīng)指令的方式，基于PLC技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的某一變量的變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在其滿足相應(yīng)條件時(shí)，對(duì)相應(yīng)的設(shè)備或者及其等實(shí)施個(gè)別操作，直到所監(jiān)控的變量不滿足相應(yīng)條件了為止。以飲水機(jī)為例，該設(shè)備便是經(jīng)由對(duì)熱水槽中水溫度的實(shí)時(shí)變化情況加以監(jiān)控的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱電路工作狀態(tài)的控制的。在上述過(guò)程中，PLC對(duì)水溫度的變化情況實(shí)施的實(shí)時(shí)監(jiān)控即為過(guò)程化控制。近年來(lái)，大多數(shù)的國(guó)家逐漸開(kāi)始重視對(duì)PLC技術(shù)加以廣泛應(yīng)用，并已經(jīng)利用PLC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)自動(dòng)化設(shè)備以及機(jī)械工程的監(jiān)控。同時(shí)，對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行科學(xué)、合理的應(yīng)用，不僅有助于加快工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展腳步，也可以為相應(yīng)企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)促進(jìn)國(guó)家乃至世界經(jīng)濟(jì)水平的提升具有至關(guān)重要的意義。此外，該技術(shù)現(xiàn)如今也被較為廣泛的應(yīng)用在了電力、食品等諸多工業(yè)領(lǐng)域中，促使以往的生產(chǎn)制造模式得以優(yōu)化，對(duì)提升國(guó)民的整體生活質(zhì)量具有積極影響。

（二）邏輯運(yùn)算

PLC技術(shù)的主要構(gòu)成部分即為數(shù)字運(yùn)算，從對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的分析來(lái)看，PLC技術(shù)現(xiàn)如今應(yīng)用較為廣泛的計(jì)算方法包括邏輯運(yùn)算以及數(shù)據(jù)處理，促使自動(dòng)化控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)篩選以及數(shù)據(jù)運(yùn)算等功能得以良好發(fā)揮出來(lái)。同時(shí)，經(jīng)由合理應(yīng)用PLC技術(shù)的方式，可以有效提升數(shù)據(jù)排查、分析以及整理的效率和實(shí)效性，大幅度提升了對(duì)比優(yōu)化等工作的整體效率。如，現(xiàn)如今的多數(shù)電力生產(chǎn)企業(yè)等，均是通過(guò)對(duì)PLC技術(shù)加以有效應(yīng)用的方式，對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的。此外，PLC也能發(fā)揮出二進(jìn)制開(kāi)關(guān)具有的職能，對(duì)控制軟接觸點(diǎn)數(shù)量、促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)效性發(fā)揮具有積極意義。

傳統(tǒng)的繼電器相比較而言，PLC技術(shù)的能量損耗更低，與現(xiàn)如今的環(huán)保型社會(huì)理念較為契合。同時(shí)，高機(jī)械化的系統(tǒng)，也有助于大幅度降低企業(yè)投入的人力資源，對(duì)提升勞動(dòng)力價(jià)值起到了積極影響。此外，將PLC技術(shù)合理應(yīng)用于企業(yè)的流水線工作中，可以直接促使PLC行使二進(jìn)制的開(kāi)關(guān)功能，無(wú)需另行安裝檢驗(yàn)設(shè)備，對(duì)提升系統(tǒng)的簡(jiǎn)潔性以及整體工作效率具有積極意義，有利于為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

（三）遠(yuǎn)程通信控制及系統(tǒng)控制

現(xiàn)如今，在具體應(yīng)用現(xiàn)代化的機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí)，對(duì)其他技術(shù)結(jié)構(gòu)實(shí)施的控制操作，一般都是依靠PLC技術(shù)進(jìn)行的。同時(shí)，基于國(guó)家科學(xué)技術(shù)水平以及創(chuàng)新水平的逐漸提升，PLC現(xiàn)下也被廣泛的應(yīng)用于自動(dòng)化系統(tǒng)中，促使系統(tǒng)自身可以依照相應(yīng)的指令對(duì)發(fā)生的邏輯型措施實(shí)施有效的排查和糾正。此外，在實(shí)際應(yīng)用工業(yè)化自動(dòng)化生產(chǎn)操作時(shí)，經(jīng)由利用PLC技術(shù)的方式，可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械操作的每一個(gè)環(huán)節(jié)的有效控制，并可以在相應(yīng)環(huán)節(jié)工作結(jié)束后，依照具體的工作完成狀況，反饋所累積的誤差值，倘若所累積的誤差值大于所規(guī)定范圍，那么則表示該設(shè)備具有異常運(yùn)行的問(wèn)題，相應(yīng)的自動(dòng)化系統(tǒng)也會(huì)同時(shí)產(chǎn)生邏輯紊亂問(wèn)題，無(wú)法正常運(yùn)行?；诖朔N情況下，PLC控制系統(tǒng)便可以實(shí)時(shí)對(duì)問(wèn)題的產(chǎn)生原因?qū)嵤┯行挪?，并在確認(rèn)問(wèn)題后，立即告知相應(yīng)用戶。最后，由于PLC的通信開(kāi)放性較高，大幅度提升了各出處不同的PLC進(jìn)行通信交流的可能性。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，信息化時(shí)代的來(lái)臨和發(fā)展，加快了工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)速度?，F(xiàn)如今，機(jī)械工程及自動(dòng)化水平顯然已經(jīng)變成了評(píng)判一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展成效的主要參考憑證，甚至左右著對(duì)一個(gè)國(guó)家進(jìn)行的綜合實(shí)力評(píng)估。而PLC技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，為工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)了新的生機(jī)，所以，對(duì)其加以深入的研究和應(yīng)用十分關(guān)鍵，有助于推進(jìn)我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

[1]王欽凱.以海爾CPS系統(tǒng)的應(yīng)用為例淺析人工智能在機(jī)械工程的應(yīng)用前景[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（08）：85+87.

[2]黃向明，任瑩暉，王伏林.基于蟻群算法的工程機(jī)械再制造優(yōu)化選配方法研究[N].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2017，53（05）：60-68.

[3]王仲杰.機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域中得到的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)簡(jiǎn)要分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（05）：189.

作者簡(jiǎn)介：

李志宇，（1997-），（福建省南平市），，（漢族），學(xué)歷（本科），研究方向（機(jī)械方面），單位名稱（泉州信息工程學(xué)院），單位所在省市（福建省泉州市），單位郵編（362000）

第二作者姓名：（徐瀟雨），單位（泉州信息工程學(xué)院）

第三作者姓名：（賴慧航），單位（泉州信息工程學(xué)院）

第四作者姓名：（鄭瑋強(qiáng)），單位（泉州信息工程學(xué)院）

第五作者姓名：（蘇志達(dá)），單位（泉州信息工程學(xué)院）