PLC技術(shù)在機(jī)械工程與自動化工程中的應(yīng)用效果

胡辰　蘭星　高楓

摘要：近幾年，機(jī)械工程自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，對其技術(shù)結(jié)構(gòu)和特征的研究也在進(jìn)一步深入，結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程、生產(chǎn)流程以及維修流程開展的相關(guān)活動受到了社會各界廣泛的關(guān)注，相關(guān)部門要在提升機(jī)械化水平的基礎(chǔ)上，整合改進(jìn)機(jī)制。本文對機(jī)械工程自動化技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了簡要分析，并集中闡釋了機(jī)械工程自動化技術(shù)的改善措施，同時(shí)對 PLC技術(shù)進(jìn)行了簡單的闡述，對 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)械工程及自動化發(fā)展中的重要性以及 PLC技術(shù)在機(jī)械工程自動化領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)況，為 PLC技術(shù)在機(jī)械工程自動化的廣泛應(yīng)用打下了基礎(chǔ)，也為機(jī)械工程與自動化的發(fā)展提供了支撐。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；機(jī)械工程；自動化；應(yīng)用效果

一、引言

在機(jī)械工程體系中，其自動化技術(shù)決定了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及市場發(fā)展?jié)摿?，要想在激烈的市場競爭中占?jù)主動，就要結(jié)合實(shí)際問題建立健全更加系統(tǒng)化的處理機(jī)制和管控措施，確保機(jī)械工程自動化項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展，也為我國工業(yè)體系全面發(fā)展提供保障。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，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)以及自動控制技術(shù)的自動化控制系統(tǒng)工程。目前，在機(jī)械工程及自動化領(lǐng)域中，PLC技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，國內(nèi)各行各業(yè)的自動化水平都得到了一定的提高，為國家的發(fā)展和人們生活水平的提高提供了技術(shù)支撐。本文對PLC技術(shù)在機(jī)械工程與自動化領(lǐng)域的重要性進(jìn)行了分析，以供參考。

二、PLC技術(shù)及特點(diǎn)

PLC是目前工業(yè)領(lǐng)域單臺設(shè)備自動化控制的典型設(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，成為自動化控制的重要支柱之一，大大推動了機(jī)械工程與自動化的發(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：

（一）采用國際標(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。機(jī)械工程自動化技術(shù)具備較強(qiáng)的生產(chǎn)能力，在實(shí)際機(jī)械制造項(xiàng)目運(yùn)行和整合過程中，結(jié)合設(shè)計(jì)過程中的精度管理和系統(tǒng)性管理結(jié)構(gòu)，能有效優(yōu)化生產(chǎn)流程和管控措施，確保自動化技術(shù)手段的整體水平貼合實(shí)際，也能為后續(xù)加工過程提供更加有效的保證。需要注意的是，在應(yīng)用機(jī)械工程自動化技術(shù)的同時(shí)，也能一定程度上減少工作人員的工作負(fù)擔(dān)和任務(wù)量，確保機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模的完整性和實(shí)效性都能貼合實(shí)際需求。也就是說，應(yīng)用機(jī)械工程自動化技術(shù)，將程序預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)加工技術(shù)升級結(jié)合在一起，確保加工效率的維護(hù)水平更加貼合實(shí)際。

（二）現(xiàn)場總線的接口契合度

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)入國家標(biāo)準(zhǔn)的Device Net、Profibus、AS-I總線。這些現(xiàn)場總線與PLC接口的契合度極高，大大保證了通信的穩(wěn)定性。機(jī)械工程自動化本身的操作結(jié)構(gòu)較為安全，由于技術(shù)項(xiàng)目融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及自動化技術(shù)等優(yōu)勢，能在提升機(jī)械設(shè)備使用壽命的同時(shí)，避免人工操作過程中的安全隱患問題，有效減少元件損壞程度，為后續(xù)系統(tǒng)運(yùn)行提供保障，也能在穩(wěn)固機(jī)械自動化操作效果的同時(shí)，整合技術(shù)優(yōu)勢。

（三）簡單化的程序編輯

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。機(jī)械工程自動化能建構(gòu)更加有效且完善的勞動格局和處理效果，在高技術(shù)密集型機(jī)械管理工作開展過程中，從根本上扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)勞動體系和運(yùn)行機(jī)制，真正實(shí)現(xiàn)智能化勞動目標(biāo)，也為機(jī)械產(chǎn)品加工效果的統(tǒng)籌升級奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，只有從根本上維護(hù)工業(yè)發(fā)展的實(shí)際水平，才能保證機(jī)械制造自動化技術(shù)的全面可持續(xù)發(fā)展。

三、PLC的應(yīng)用及重要性分析

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

在自動化生產(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接口模塊六個模塊進(jìn)行工業(yè)自動化生產(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作以及監(jiān)控的對象，對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功能全面而完善的自動化控制系統(tǒng)，可以保證生產(chǎn)過程的正確運(yùn)行和對生產(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)模塊主要功能是對整個生產(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。

（二）PLC技術(shù)在控制邏輯運(yùn)算中的應(yīng)用

對于自動化控制系統(tǒng)來說，PLC的另一個巨大作用是進(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。

（三）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)，還用于對自動化系統(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誤糾正，這樣的自動化控制系統(tǒng)才能夠穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)際工業(yè)自動化生產(chǎn)中，設(shè)備的每一個動作都會有自動化系統(tǒng)控制，同時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)的檢測裝置對執(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PLC系統(tǒng)的邏輯關(guān)系就會穿行混亂，PLC控制系統(tǒng)的就會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。

（四）PLC技術(shù)在各個生產(chǎn)領(lǐng)域的重要性

目前，PLC已經(jīng)成為世界上大多數(shù)國家實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程自動化的標(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，是自動化領(lǐng)域用途最廣，也最為重要的控制設(shè)備。在2009年，全國的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。

四、機(jī)械工程及自動化技術(shù)的發(fā)展分析

（一）集成自動化

機(jī)械工程及自動化技術(shù)不僅需要具有良好的性能，還要匯集多方面的改造工藝和強(qiáng)大的信息內(nèi)容，在現(xiàn)代化發(fā)展中，集成自動化已經(jīng)逐漸在自動化技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用開來，主要是將其生產(chǎn)信息和自動化工藝建立很好的聯(lián)系，能夠有效提升當(dāng)前自動化技術(shù)的水平，促進(jìn)自動化生產(chǎn)木目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。集成自動化是自動化領(lǐng)域的重要組成部分，在機(jī)械工程中應(yīng)用比較廣泛，對其具有一定的推動作用。隨著機(jī)械工程及自動化技術(shù)在各行業(yè)中的應(yīng)用，能夠通過自身所具有的信息內(nèi)容，為企業(yè)創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（二）柔性自動化

柔性自動化其實(shí)可以理解為計(jì)算機(jī)技術(shù)的融合，相比于前面的集成自動化，其具有更為科學(xué)的智能化管理系統(tǒng)，能夠?yàn)闄C(jī)械工程在生產(chǎn)、加工等領(lǐng)域的應(yīng)用提供操作控制支持，降低生產(chǎn)環(huán)節(jié)對人工勞力的占用，提高企業(yè)競爭力和機(jī)械化應(yīng)用水平，促進(jìn)企業(yè)的不斷發(fā)展。

（三）智能自動化

智能自動化技術(shù)主要是實(shí)現(xiàn)對人工智能的模擬和控制，在諸多領(lǐng)域的生產(chǎn)過程中，通過運(yùn)用智能化的操作，對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析并收集，有效提高企業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)效率，在當(dāng)前的信息時(shí)代，智能化技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，這也是機(jī)械工程發(fā)展中的必然趨勢，不僅可以降低生產(chǎn)過程中人力的應(yīng)用，還可以提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)造更多的價(jià)值。

（四）網(wǎng)絡(luò)化

當(dāng)前社會已經(jīng)全面進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展下，工程機(jī)械面臨嚴(yán)峻問題，信息化已經(jīng)成為各領(lǐng)域不斷發(fā)展的象征，機(jī)械工程如果要做到長久的穩(wěn)定發(fā)展，必須提高對網(wǎng)絡(luò)化的建設(shè)。加強(qiáng)機(jī)械工程與自動化技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新，這樣才能做到與時(shí)俱進(jìn)。

五、機(jī)械工程自動化中PLC技術(shù)的改善措施

要想從根本上提高機(jī)械工程自動化技術(shù)的整體水平，就要結(jié)合實(shí)際問題進(jìn)行處理和管控，確保相關(guān)問題都能得到有效解決，一定程度上促進(jìn)機(jī)械工程自動化技術(shù)的全面整合和系統(tǒng)化發(fā)展。無論是網(wǎng)絡(luò)化體系、智能化體系還是以人為本的管理理念，只有從根本上整合技術(shù)運(yùn)行機(jī)制和管控措施，才能為后續(xù)管理模型的系統(tǒng)化升級提供保障，真正踐行可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程自動化管理。

（一）將機(jī)械工程自動化和網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展背景，要想提升機(jī)械工程整體水平，就要將自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)進(jìn)行整合，確保行業(yè)可持續(xù)發(fā)展動力得以維護(hù)。主要是借助網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)對機(jī)械工程自動化工程體系以及運(yùn)行結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控管理，確保相關(guān)遠(yuǎn)程操作模型和機(jī)械化運(yùn)行流程都能得到完善，從根本上踐行統(tǒng)籌整合機(jī)制，提升統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用效果，減少工作量的同時(shí)，避免人工誤差問題產(chǎn)生的不良影響。另外，在機(jī)械工程自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)融合的機(jī)制中，其操作流程更加注重網(wǎng)絡(luò)化水平、聲像處理水平以及通訊技術(shù)水平等項(xiàng)目的優(yōu)勢，要對操作過程和控制基準(zhǔn)予以分析，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺編輯圖像信息處理效果的最優(yōu)化，也為后續(xù)運(yùn)行參數(shù)的變化提供保障，確保高效產(chǎn)品控制水平能貼合機(jī)械工程自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢，滿足可持續(xù)發(fā)展需求。

（二）將機(jī)械工程自動化和智能化結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，智能化管理模型是機(jī)械工程自動化未來的發(fā)展趨勢，相關(guān)技術(shù)人員只有建構(gòu)系統(tǒng)化管理機(jī)制和控制措施，才能在滿足智能化技術(shù)生產(chǎn)流程的同時(shí)，確保具體問題得以具體分析。因此，在智能化管理環(huán)境中，營造人工智能和自動編程空間體系，確保操作界面和便捷化程度貼合實(shí)際需求。另外，結(jié)合智能化運(yùn)行特征，將可視化技術(shù)和智能化操作平臺結(jié)合在一起，真正完善機(jī)械工程自動化整體效果，也能提升生產(chǎn)狀態(tài)，確保生產(chǎn)周期能符合發(fā)展規(guī)律，為后續(xù)工作體系的全面升級提供保證，實(shí)現(xiàn)技術(shù)仿真模擬目標(biāo)，也為整合智能化技術(shù)手段的應(yīng)用關(guān)系提供更加有效的處理效果，確保智能化手段能為機(jī)械制造效率的升級提供系統(tǒng)化保障，從而滿足機(jī)械工程自動化的項(xiàng)目需求。

（三）將以人為本的理念貫穿在機(jī)械工程自動化技術(shù)運(yùn)行結(jié)構(gòu)中，整合相關(guān)技術(shù)模型和管理理念，確保機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)狀態(tài)更加貼合實(shí)際需求。尤其是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目、產(chǎn)品包裝項(xiàng)目以及產(chǎn)品銷售項(xiàng)目中，要結(jié)合綠色生產(chǎn)材料，對生產(chǎn)過程的環(huán)境管理效果予以深度分析，確保產(chǎn)品管理水平和管控措施貼合實(shí)際，也為后續(xù)資源的優(yōu)化配置提供保障，維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程的同時(shí)，為生產(chǎn)空間管理和機(jī)械產(chǎn)品管理提供更加有效的保障。也就是說，在機(jī)械工程自動化技術(shù)應(yīng)用和運(yùn)行過程中，只有從根本上提升自動化技術(shù)的落實(shí)情況，才能在維護(hù)可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能減排項(xiàng)目等體系運(yùn)行完整度的同時(shí)，將機(jī)械化工程項(xiàng)目的生產(chǎn)狀態(tài)調(diào)整到最優(yōu)化，為后續(xù)工作的開展以及生產(chǎn)效率的提升提供保障。

（四）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)支柱，當(dāng)前機(jī)械自動化技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展到農(nóng)產(chǎn)品的存儲、加工及運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，隨著農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的提升，機(jī)械自動化的應(yīng)用也得到人們重視。一方面可以運(yùn)用機(jī)械自動化實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)控制，提高產(chǎn)量、降低產(chǎn)本。另一方面可以利用自動化機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)機(jī)械灌溉、耕作、收割等工作，降低農(nóng)民的生產(chǎn)壓力，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。

六、結(jié)束語

總而言之，在機(jī)械工程自動化技術(shù)運(yùn)行過程中，要結(jié)合機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展特征，確保相關(guān)工作的實(shí)效性和穩(wěn)定性，著重管理機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效果，提升機(jī)械產(chǎn)品的整體運(yùn)行價(jià)值，并且結(jié)合機(jī)械工程自動化技術(shù)的優(yōu)勢，發(fā)揮制造工藝的應(yīng)用價(jià)值，整合管理制度和工藝水平，也為自動化技術(shù)改進(jìn)處理提供保障，完善處理效果的同時(shí)，為機(jī)械工程自動化技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)設(shè)良好的環(huán)境。

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

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