機械工程與自動化中PLC技術的應用

馬梓宸

（沈飛公司工裝設計所，遼寧沈陽110085）

機械工程與自動化中PLC技術的應用

馬梓宸

（沈飛公司工裝設計所，遼寧沈陽110085）

研究分析了PLC技術的特點，了解了PLC技術在包括機械工程與自動化等的多個領域的廣泛應用，已經(jīng)成為推動自動化控制和自動化生產(chǎn)的重要技術力量，同時對PLC技術在機械工程與自動化中的應用現(xiàn)狀進行了探討。

機械工程與自動化；PLC技術；邏輯運算；系統(tǒng)控制；遠程通信控制

引言

PLC技術是計算機技術和傳統(tǒng)機電控制技術之間的橋梁，運用該技術避免了傳統(tǒng)機電控制系統(tǒng)的構造復雜、可靠性差、能耗高等劣勢，利用計算機的高速運算能力，靈活處理和分析現(xiàn)場工作的生產(chǎn)情況，并對生產(chǎn)狀態(tài)進行實時監(jiān)控，能夠簡單易行地實現(xiàn)工廠生產(chǎn)操作過程，降低了人員的使用門檻。

1 PLC技術的特點

PLC技術涵蓋了過程控制、位置控制、生產(chǎn)監(jiān)控、順序控制和生產(chǎn)管理等多項生產(chǎn)過程，通過控制設備和PLC處理核心的信息交流達到完成設備的復雜操控，對于目前的信息交流最主要的是維持信息交流的準確性和穩(wěn)定性。相對于其他的技術而言，目前的PLC技術仍是進行數(shù)據(jù)傳遞和共享最穩(wěn)定的方式。

PLC技術具有以下幾個特點：

1）使用國際標準通信協(xié)議。PLC設備生產(chǎn)商為保證PLC技術的推廣和用戶使用的便利性，定制了標準化的國際通信協(xié)議，使得市場中各種不同品牌的PLC設備能夠相互替代，方便了用戶的維修保養(yǎng)，同時也提高了PLC產(chǎn)品的市場開放程度。

2）現(xiàn)場總線與PLC接口的契合度極高幾乎所有的PLC生產(chǎn)商都進行現(xiàn)場總線的生產(chǎn)，并在市場中得到廣泛流通。像Device Net、Profibus、AS-I總線集中總線已經(jīng)在國家標準中進行了詳細的規(guī)定。這些標準化的現(xiàn)場總線保證了其余PLC接口的契合度的高度一致，從而提高了通信的穩(wěn)定性。

3）程序算法逐漸簡化PLC生產(chǎn)商為減輕用戶的使用難度，專門設計了連接計算機和PLC設備的通信軟件，將復雜的程序進行翻譯，減少了用戶使用過程耗費的時間，同時也使得對PLC的使用人員的專業(yè)素質(zhì)要求降低，提高了PLC設備的易用度[1]。

2 PLC技術在生產(chǎn)自動化控制中的應用

在生產(chǎn)的自動化控制中，PLC設備通過對包括模擬參數(shù)控制模塊和位置控制模塊的六個模塊進行控制達到工業(yè)生產(chǎn)自動化的目的。在實際的生產(chǎn)實踐中，應用PLC技術還需要對生產(chǎn)過程進行細致調(diào)查，根據(jù)生產(chǎn)中需要控制的動作和監(jiān)控的對象進行相應調(diào)整，以最合理的模塊配置和組合方式達到最佳的自動化控制效果，保證生產(chǎn)過程的高效運行和過程中的機動靈活調(diào)整。

在整個PLC控制模塊的運行中，模擬參數(shù)模塊的主要目的是進行整個生產(chǎn)流程的監(jiān)控，同時向監(jiān)控儀器中傳遞控制語句，從而獲得更高的控制精度的目的。常見的控制過程包括對鍋爐溫度的控制，保證溫度上升或下降到某一點，或保持該溫度不變，同時控制熱處理過程的正常運行。在飲水機的溫度控制過程中就利用了PLC系統(tǒng)控制，一旦飲水機中的測溫裝置檢測到水溫低于100℃，就會控制加熱系統(tǒng)進行工作，對水槽中水進行加熱，當溫度到達100℃，則控制加熱系統(tǒng)關閉，并根據(jù)水溫情況隨時進行再次加熱。

目前在多數(shù)國家的機械工程和自動化行業(yè)中均已廣泛使用PLC技術進行設備檢測和控制，PLC技術的應用極大推動了自動化控制水平的發(fā)展，提高了相關產(chǎn)業(yè)的進步創(chuàng)新，進一步實現(xiàn)了生產(chǎn)自動化控制的目的，為生產(chǎn)精密儀器和提高生產(chǎn)效率做出了重大的貢獻[2]。

3 PLC技術在控制邏輯運算中的應用

進行自動化生產(chǎn)控制的邏輯運算和處理時PLC技術可以應用于機械工程與自動化行業(yè)中，通過控制開關量的大小、數(shù)據(jù)位處理、轉(zhuǎn)換和傳輸數(shù)據(jù)、篩查和運算數(shù)據(jù)等達到邏輯運算控制的目的，能夠明顯提高獲得工作結果，得到最優(yōu)化的工作組合。PLC的邏輯運算功能常用于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集、生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料的分析和生產(chǎn)工作的總結提高，在食品加工、金屬冶煉、造紙加工等行業(yè)均已得到廣泛的應用。

PLC還可以作為二進制開關，通過邏輯運算對開關量的精確控制，能夠明顯提高軟接觸點的數(shù)量，從而提高了自動化控制的水平，替代了以往的繼電器的功能，并且相比于繼電器有著更為明顯的優(yōu)勢。PLC系統(tǒng)的能耗更低，符合企業(yè)降低生產(chǎn)成本的要求。

在相對簡單的流水工作中，使用PLC進行控制，利用其二進制開關實現(xiàn)1和0之間的互換，從而實現(xiàn)兩種不同工作流程的轉(zhuǎn)變，還省去了檢驗裝置的配置，大幅提高生產(chǎn)效率的同時減少了設備的生產(chǎn)投入。PLC進行的開關量控制能夠為企業(yè)減少大量的人力物力，節(jié)省了大量的資金成本，此外操作更加便捷可控，可靠性高，維修更換設備相對簡單。

4 PLC 在系統(tǒng)控制和遠程通信控制中的應用

PLC不僅能夠?qū)ο到y(tǒng)之外的其他儀器設備進行控制，同時還能夠?qū)υO備自身進行控制管理，即PLC能夠檢查出系統(tǒng)自身出現(xiàn)的問題，并及時自動進行系統(tǒng)故障檢修工作，保證系統(tǒng)繼續(xù)正常穩(wěn)定的工作。對在自動化生產(chǎn)的每一臺設備而言，設備的任何一個動作都是經(jīng)過PLC設備的精密計算和調(diào)整的，并進行實時監(jiān)控[3]。

在每一動作完成后會對動作的誤差進行計算，多次計算后如果累計誤差超過系統(tǒng)規(guī)定的誤差值上限，PLC系統(tǒng)能夠及時感知故障的發(fā)生，并通過邏輯運算了解故障情況同時進行報警，表明設備不能進行正產(chǎn)運轉(zhuǎn)，自動化系統(tǒng)出現(xiàn)邏輯錯誤，無法繼續(xù)運行。PLC系統(tǒng)的高度開放性保證了不同系統(tǒng)間的遠程通信控制實現(xiàn)的可能。對于不同系統(tǒng)間的遠程控制，為保證控制的穩(wěn)定性，需要維護聯(lián)網(wǎng)通信模塊和信息傳輸接口的正常狀態(tài)。

5 結語

PLC技術的發(fā)展推動了我國機械工程與自動化技術的快速發(fā)展，同時也促進了我國工業(yè)自動化水平的提高。PLC技術在機械工程與自動化中的應用囊括了自動化生產(chǎn)中的生產(chǎn)過程監(jiān)控、邏輯運算處理、自身運轉(zhuǎn)情況及與不同系統(tǒng)間的遠程控制，進一步表明了PLC技術對于機械自動化發(fā)展的重要作用，為我國的工業(yè)自動化發(fā)展提供了有利的技術保障。

[1]張錦芳.機械工程與自動化中PLC技術的應用[J].山東工業(yè)技術, 2016(10):103-104.

[2]黃立濤.淺議機械工程與自動化中PLC技術的重要性[J].科技創(chuàng)新與應用,2014(1):107.

[3]羅正延.試論PLC技術在電氣工程自動化控制中的應用[J].電子技術與軟件工程,2015(11):174.

（編輯：王璐）

App lication of PLC Technology in M echanical Engineering and Automation

M a Zichen
(Shenyang Aircraft Design Corporation,Liaoning Shenyang 110085)

This study analyzes the characteristics of PLC technology.The PLC technology is widely applied in many fields including mechanical engineering and automation,and has become the important technical force in automatic control and automatic production,at the same time,the status quo of PLC technology inmechanicalengineering and automation is discussed.

mechanical engineering and automation;PLC Technology;logic operation;control system;remote communication control

TH16;TP29-A5

A

2095-0748(2016)23-0089-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.23.42

2016-11-27

馬梓宸（1985—），男，吉林農(nóng)安人，本科，工程師，研究方向：工藝裝備設計。