淺議機(jī)械工程與自動(dòng)化中PLC技術(shù)的重要性

黃立濤

摘 要：文章對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述，對(duì)PLC的通信功能及特點(diǎn)進(jìn)行了分析，具體說明了PLC在機(jī)械工程及自動(dòng)化發(fā)展中的重要性以及PLC技術(shù)在機(jī)械工程自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)況，為PLC技術(shù)在機(jī)械工程自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用打下了基礎(chǔ)，也為機(jī)械工程與自動(dòng)化的發(fā)展提供了支撐。

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

1 引言

PLC技術(shù)是一種將數(shù)字運(yùn)算與機(jī)械操作綜合起來使用的控制裝置，起源于傳統(tǒng)的繼電器技術(shù)，后來發(fā)展成綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)工程。目前，在機(jī)械工程及自動(dòng)化領(lǐng)域中，PLC技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的自動(dòng)化水平都得到了一定的提高，為國(guó)家的發(fā)展和人們生活水平的提高提供了技術(shù)支撐。本文對(duì)PLC技術(shù)在機(jī)械工程與自動(dòng)化領(lǐng)域的重要性進(jìn)行了分析，以供參考。

2 PLC技術(shù)及特點(diǎn)

PLC是目前工業(yè)領(lǐng)域單臺(tái)設(shè)備自動(dòng)化控制的典型設(shè)備，具有體積小、安裝方便、編程容易、可靠性高以及不易受干擾的特點(diǎn)。近年來，PLC技術(shù)發(fā)展越來越快，軟件、硬件以及技術(shù)開發(fā)也有了較大的進(jìn)步，功能越來越強(qiáng)大，系統(tǒng)的兼容性和開發(fā)性越來越好，使PLC的性價(jià)比也越來越高。現(xiàn)在，PLC已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用在機(jī)械、化工、電力以及冶金等領(lǐng)域，成為自動(dòng)化控制的重要支柱之一，大大推動(dòng)了機(jī)械工程與自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程。

PLC技術(shù)主要包括過程控制、位置控制、生產(chǎn)監(jiān)控、順序控制以及生產(chǎn)管理等，而完成這些復(fù)雜控制必須解決控制設(shè)備與PLC處理器核心之間的通信問題，而通信技術(shù)最重要的是保證通信的正確性和穩(wěn)定性。PLC技術(shù)的通信功能是最穩(wěn)定的，下面對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞或共享的特點(diǎn)進(jìn)行具體的分析：

2.1 采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。PLC的生產(chǎn)廠家為了便于PLC的推廣和用戶使用的方便，規(guī)定使用統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，這樣不僅使不同的生產(chǎn)廠家的PLC系列產(chǎn)品的生產(chǎn)互換性大大提高，還極大的方便了用戶進(jìn)行維修，提高了PLC產(chǎn)品的通信開放程度。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線的接口契合度。大多數(shù)PLC生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線，并且在通信領(lǐng)域廣泛使用，如目前在PLC中廣泛使用并且已經(jīng)進(jìn)入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的DeviceNet、Profibus、AS-I總線。這些現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC接口的契合度極高，大大保證了通信的穩(wěn)定性。

2.3 簡(jiǎn)單化的程序編輯。大多數(shù)PLC生產(chǎn)廠家為PLC用戶設(shè)計(jì)了專門的計(jì)算機(jī)與PLC進(jìn)行通信的軟件，進(jìn)行程序翻譯，減輕了用戶的編程工作量，使PLC編程不在受限于專業(yè)人員，大大降低了PLC編程的準(zhǔn)入門檻。

3 PLC的應(yīng)用及重要性分析

3.1 PLC技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

在自動(dòng)化生產(chǎn)中，PLC一般通過模擬參數(shù)控制模塊、位置控制模塊、計(jì)數(shù)模塊、主機(jī)模塊、通信模塊和I/O接口模塊六個(gè)模塊進(jìn)行工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，PLC技術(shù)通過對(duì)生產(chǎn)過程的具體了解，根據(jù)生產(chǎn)過程中所需要控制的動(dòng)作以及監(jiān)控的對(duì)象，對(duì)PLC系統(tǒng)的控制模塊進(jìn)行合理調(diào)整和優(yōu)化組合，最終以最少的模塊和最合理的方式組建出一個(gè)功能全面而完善的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以保證生產(chǎn)過程的正確運(yùn)行和對(duì)生產(chǎn)中的靈活控制調(diào)整。在PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，模擬參數(shù)模塊主要功能是對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控，并向監(jiān)控儀表傳輸控制語句，從而達(dá)到改善控制精度的目的，如控制鍋爐溫度的升降或保溫工作，維護(hù)熱處理的正常進(jìn)行。

3.2 PLC技術(shù)在控制邏輯運(yùn)算中的應(yīng)用

對(duì)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)來說，PLC的另一個(gè)巨大作用是進(jìn)行邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理，如開關(guān)量的控制、數(shù)據(jù)位處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸、數(shù)據(jù)篩查與運(yùn)算等功能。通過PLC的運(yùn)算功能，來完成生產(chǎn)數(shù)據(jù)的處理，如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和工作總結(jié)，目前大多數(shù)食品、冶金以及造紙工業(yè)都利用PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)信息控制；通過PLC進(jìn)行開關(guān)量的控制，可以有效的增加軟接觸點(diǎn)，提高工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的質(zhì)量，為企業(yè)節(jié)省大量的人力和物力成本，與傳統(tǒng)的繼電器相比，具有操作簡(jiǎn)單，可靠性好，控制迅速和維修方便的特點(diǎn)，目前已經(jīng)基本代替了大部分繼電器的工作。

3.3 PLC在系統(tǒng)控制和遠(yuǎn)程通信控制中的應(yīng)用

在現(xiàn)代自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，PLC技術(shù)不僅用于控制其他的繼續(xù)結(jié)構(gòu)，還用于對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)自身進(jìn)行控制，也就是說，PLC技術(shù)能夠?qū)ψ陨硐到y(tǒng)進(jìn)行故障排查和邏輯錯(cuò)誤糾正，這樣的自動(dòng)化控制系統(tǒng)才能夠穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)際工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，設(shè)備的每一個(gè)動(dòng)作都會(huì)有自動(dòng)化系統(tǒng)控制，同時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)的檢測(cè)裝置對(duì)執(zhí)行過程中產(chǎn)生的累積誤差進(jìn)行調(diào)整，如果設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)異常，整個(gè)PLC系統(tǒng)的邏輯關(guān)系就會(huì)穿行混亂，PLC控制系統(tǒng)的就會(huì)通過這些混亂的邏輯關(guān)系進(jìn)行故障診斷并報(bào)警。在PLC進(jìn)行不同系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信控制時(shí)，只要保持聯(lián)網(wǎng)通信模塊和信息傳輸接口的正確性，PLC技術(shù)就能進(jìn)行穩(wěn)定的遠(yuǎn)程通信。

3.4 PLC技術(shù)在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域的重要性

目前，PLC已經(jīng)成為世界上大多數(shù)國(guó)家實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，它的應(yīng)用范圍已經(jīng)覆蓋了冶金、化工、交通、娛樂和食品等所有的輕重工業(yè)領(lǐng)域，是自動(dòng)化領(lǐng)域用途最廣，也最為重要的控制設(shè)備。在2009年，全國(guó)的PLC生產(chǎn)件數(shù)高達(dá)一千五百萬件，而2010年的產(chǎn)量達(dá)一千八百萬件，2011年的最終產(chǎn)品達(dá)到了二千三百萬件。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，這些PLC產(chǎn)品的最終使用的領(lǐng)域如表1所示。

表1 PLC的使用領(lǐng)域分布表

4 結(jié)束語

在工業(yè)化、信息化發(fā)展迅速的今天，機(jī)械工程及自動(dòng)化的水平已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的代表，而PLC技術(shù)的發(fā)展是提高工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的重要方面。本文通過對(duì)PLC在各個(gè)領(lǐng)域自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用，論述了PLC在機(jī)械工程與自動(dòng)化方面的重要作用，為PLC在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的推廣提供了支持。

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