PLC在工業(yè)機械自動化中的應用

趙 明

石橫特鋼集團有限公司 山東 泰安 271612

引言

機械自動化控制在計算機技術和通信技術興起的背景下進入了新時代，其中PLC技術是承載控制技術和通信技術的全新技術，改變了傳統(tǒng)的機械設備自動化控制方式。因此，工業(yè)生產(chǎn)中應深入應用PLC技術進行機械的自動化控制，推動生產(chǎn)力水平提升和企業(yè)的發(fā)展。

1 PLC技術概述

PLC即可編程的邏輯控制器，該技術被廣泛使用在自動化控制開關柜和機械機械當中，對于提升機械設備的運轉效率、控制設備穩(wěn)定運行、提升機械工作精度有十分重要作用[1]。目前，PLC技術大多采用了數(shù)字化的操作系統(tǒng)，將程序指令儲存在儲存器當中，在機械設備工作過程中根據(jù)設備的運行情況發(fā)出控制指令，達到對設備自動控制的目的。PLC的結構中包括三個主要部分，CPU模塊、輸入模塊和輸出模塊，輸入模塊和輸出模塊分別負責接收信號和輸出指令，CPU模塊是PLC的核心，能處理接收到的信息，以及確定輸出指令，而且PLC模塊也和編程器之間有十分緊密的聯(lián)系，可以發(fā)揮出較強的控制作用。

2 PLC的特點和類型

2.1 操作方式更加方便 PLC技術在機械自動化控制工作中，擁有簡單和方便的特點，能夠明顯提升工作人員的工作效率。因為PLC技術操作簡單，工作人員可以迅速上手，滿足對目標的控制要求；工作過程中，也能根據(jù)需要對程序指令進行修改，推動制造目標的實現(xiàn)。而且實際應用過程中，工作人員并不需要對控制指令進行深入的學習，使得機械的自動化控制工作十分簡便。

2.2 功能完善 PLC可以視為一臺微型電腦，具備控制、數(shù)據(jù)采集、信息分析的功能，可以對自動化系統(tǒng)進行跟蹤控制。目前，PLC系統(tǒng)借助傳感器也具備了影像收集功能，一些性能較高的PLC系統(tǒng)還能自動完成對影像的分析工作，具有全面的分析能力。很多自動化系統(tǒng)在運行過程中，容易受到外界因素的干擾導致運行不穩(wěn)定，但是PLC系統(tǒng)可以將外部的干擾信號過濾，提升機械設備的抗干擾能力，滿足工作的要求。

3 PLC技術在機械自動化工程中的應用

3.1 順序控制 通過使用PLC技術，可以對生產(chǎn)中使用計算機邏輯進行預算處理，并且對機械設備做好全面的監(jiān)察和控制。如果生產(chǎn)線的設備出現(xiàn)了機械故障，就能夠對機械設備的運轉參數(shù)作出調(diào)整，同時，PLC系統(tǒng)將自動對整個生產(chǎn)線的運行參數(shù)進行分析，調(diào)整生產(chǎn)線機械設備的控制策略，及時調(diào)整生產(chǎn)工藝，使設備恢復正常運轉。對于比較嚴重的問題，能控制機械設備進行功能上的替換，防止因為單個設備對整個生產(chǎn)流程造成影響。

3.2 開關量邏輯控制 機械設備在運行過程中，需要對不同環(huán)節(jié)的啟停進行控制，而且現(xiàn)代制造業(yè)對于生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)精度都有很高的要求，必須做好機械設備的控制，保證機械設備工作精度和運行軌跡，避免精度不足導致誤差最終造成一系列的生產(chǎn)問題。機械設備自動化技術最早就對開關量的邏輯功能進行設計，其思路是預先設計好開關量控制方式，滿足生產(chǎn)工作的要求。用PLC系統(tǒng)，可以發(fā)揮出PLC的邏輯計算功能來完成開關量邏輯控制，減少溫度、振動、故障等因素的干擾，也避免人為因素對生產(chǎn)過程中的影響。生產(chǎn)過程中PLC系統(tǒng)會自動接收生產(chǎn)的實時信息，結合環(huán)境的參數(shù)調(diào)整開關量，并且能做到即時調(diào)整，第一時間將機械設備調(diào)整到最佳的運行狀態(tài)，也能避免外界干擾對設備運轉的影響。

3.3 閉環(huán)控制 目前很多工業(yè)生產(chǎn)中都使用了閉環(huán)控制系統(tǒng)，尤其是對泵類設備的控制中，閉環(huán)控制具有明顯的優(yōu)勢。因為泵類設備在工作中對密封要求很高，一些泵類設備甚至在完成嚴格密封的情況下才能正常運行和滿足功能上的要求。最初在對泵類設備的自動化控制中，必須對每個泵類設備都建立一個單獨的封閉環(huán)境，即分布式閉環(huán)控制法，這種方式會進行大量的重復性封閉工作，導致企業(yè)需要進行大量的無意義投入，增加了生產(chǎn)成本。同時，傳統(tǒng)模式下的控制方式也有生產(chǎn)流程繁瑣、維修量高、工藝復雜的問題，不利于保證生產(chǎn)效率[3]。為此，使用PLC技術可以改善傳統(tǒng)閉環(huán)控制的問題，因為PLC技術具有很強的儲存功能，能連接所有泵類設備接受運行數(shù)據(jù)，并將閉環(huán)數(shù)據(jù)集成發(fā)送到儲存庫中，完成整個生產(chǎn)流程的密封閉環(huán)數(shù)據(jù)共享。如果某一個設備出現(xiàn)密封或者閉環(huán)問題時，PLC系統(tǒng)將會得到設備的問題數(shù)據(jù)信息，分析設備的閉環(huán)情況，包括分析泵壓參數(shù)、運行時間等等，確定該泵是否有超負荷的問題，并且研究管理方案。

3.4 PLC控制機械手臂 機械手臂包括手、臂、身等部分，對機械手臂的控制工作需要使用DC技術和相關軟件，使手臂完上下左右、收緊放松等動作。同時，機械手臂當中還有復雜的機械系統(tǒng)，包括大量的I/O設備、繼電器控制系統(tǒng)的運行。PLC會控制手臂的電器系統(tǒng)，監(jiān)測手臂的控制信號，通過接收和發(fā)出信號來保證手臂的穩(wěn)定運行。目前，機械手臂的控制大量融合了智能技術，讓PLC對手臂的控制顯得更加重要，在手臂開啟之后，PLC系統(tǒng)會馬上檢測手臂的各項功能情況，然后下達對手臂的控制命令，完成業(yè)務循環(huán)。在機械手臂運行過程中，PLC系統(tǒng)能根據(jù)智能算法對手臂的轉速、動作進行調(diào)整，提升手臂工作的效率。

結束語

機械設備的自動化控制工作中，PLC技術已經(jīng)變得比不可少，并成為最關鍵的部分之一。所以，還需要不斷對PLC系統(tǒng)進行優(yōu)化設升級，融合信息化、智能化技術，提高對機械設備控制精度和保證系統(tǒng)安全，提升工業(yè)生產(chǎn)的水平。