PLC 技術(shù)及其在智能機(jī)械控制方面的應(yīng)用研究

李銘秋

（江蘇省常熟中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 常熟215500）

社會發(fā)展對行業(yè)生產(chǎn)提出了新的要求，傳統(tǒng)的控制技術(shù)已然無法適應(yīng)當(dāng)前的需求，這就促使研究人員展開新技術(shù)的研發(fā)，提升技術(shù)的發(fā)展水平。智能化技術(shù)、自動化技術(shù)深入我們生活生產(chǎn)的方方面面成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，所以我們要順應(yīng)這一趨勢，加強(qiáng)對技術(shù)的研究，發(fā)揮PLC 技術(shù)的作用同時加強(qiáng)該技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等的融入，為工業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)更多的價值。筆者結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)以及專業(yè)知識對PLC 技術(shù)及其在智能機(jī)械控制方面的應(yīng)用展開分析，目的為智能控制的發(fā)展注入新的內(nèi)容。

1 PLC 技術(shù)的介紹

1.1 PLC 技術(shù)的定義

PLC 技術(shù)的中文意思是可編程性控制器，通過這種控制器可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化控制，與傳統(tǒng)的單片機(jī)技術(shù)相比較，其控制能力更高，PLC 控制技術(shù)由中央處理單元、存儲器以及邏輯運(yùn)算組件等構(gòu)成。而且該技術(shù)可以由用戶自行進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，兼容性較強(qiáng)，通過組合不同的控制器可以發(fā)揮更大的作用。該技術(shù)最早出現(xiàn)在美國，經(jīng)過幾十年的發(fā)展技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是隨著其他技術(shù)的發(fā)展需要積極與其它技術(shù)進(jìn)行融入，以發(fā)揮更大的應(yīng)用價值。

1.2 PLC 技術(shù)的特征

PLC 技術(shù)之所以可以在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用，離不開其卓越的技術(shù)優(yōu)勢。主要的優(yōu)勢有以下幾點(diǎn)：一是成本低，PLC技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行融合，如果其造價太高就會降低企業(yè)的利益，但是控制器的性價比非常高；二是通用性強(qiáng)，可以通過更改指令操控其運(yùn)行，而且編程學(xué)習(xí)比較簡單，具備電氣知識以及簡單文化能力就可以學(xué)會編程技術(shù)；三是PLC 技術(shù)的穩(wěn)定性較強(qiáng)，對應(yīng)用環(huán)境的沒有太大的要求，具有極高的適應(yīng)性，而且廠家在生產(chǎn)時都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，同系列的產(chǎn)品可以兼容使用。

1.3 PLC 技術(shù)的發(fā)展趨勢

PLC 技術(shù)不能局限于當(dāng)前的發(fā)展，需要根據(jù)工業(yè)發(fā)展的需求持續(xù)研發(fā)新的價值。未來的技術(shù)將會向著更高的智能化方向發(fā)展，提升控制器在各種環(huán)境中的適應(yīng)性，例如增加語音控制能力，提升設(shè)備控制的便捷性；PLC 技術(shù)還將向存儲大容量方向發(fā)展，信息化時代的到來使得信息的數(shù)量以及更新速度不斷提升，所以需要擴(kuò)大控制器的容量，以此提升計(jì)算能力以及數(shù)據(jù)交換能力?？刂破鞯拿娣e也會有多種選擇，而且技術(shù)的編程難度會進(jìn)一步降低，出現(xiàn)多種編程語言，方便技術(shù)人員掌握。

1.4 PLC 技術(shù)的應(yīng)用意義

PLC 技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮了很大的作用，具體的應(yīng)用意義有提升了機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定性，PLC 技術(shù)不僅可以控制設(shè)備的運(yùn)行還能對設(shè)備的運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行分析，可以在發(fā)生故障時及時預(yù)警，給予技術(shù)人員提示。PLC 技術(shù)可以根據(jù)不同的生產(chǎn)需求合理的調(diào)整生產(chǎn)時間，為產(chǎn)品的產(chǎn)量以及質(zhì)量提供保障。該技術(shù)的應(yīng)用還降低了系統(tǒng)能耗問題，控制器可以根據(jù)指令自動進(jìn)行智能化的調(diào)控，使得其機(jī)械內(nèi)部構(gòu)造的接線問題被解決，避免因?yàn)榫€路造成的能耗問題，降低了設(shè)備應(yīng)用成本。

2 PLC 技術(shù)在智能機(jī)械控制中的應(yīng)用

2.1 生產(chǎn)運(yùn)動控制

人力勞動無法不間斷的進(jìn)行工作，所以無法滿足市場，機(jī)械生產(chǎn)有效改善了這一問題。工業(yè)生產(chǎn)是一項(xiàng)長期動態(tài)運(yùn)行的過程，當(dāng)前很多企業(yè)為了滿足的市場需求，生產(chǎn)設(shè)備處于長期運(yùn)作狀態(tài)，但是設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)中如果缺乏有效的控制系統(tǒng)，會降低產(chǎn)品的質(zhì)量。在工業(yè)生產(chǎn)活動時，會涉及到諸多運(yùn)動相關(guān)環(huán)節(jié)，通過運(yùn)動環(huán)節(jié)的協(xié)作，構(gòu)成大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。通過PLC 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)運(yùn)動環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)控制，減少殘次品出現(xiàn)的概率，很好的保障了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 數(shù)據(jù)資源控制

數(shù)據(jù)爆炸作為新世紀(jì)最大的特征之一，我們在生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)越來越多，而且數(shù)據(jù)更新的速度遠(yuǎn)超出我們的想象。工業(yè)生產(chǎn)更是無時無刻不在產(chǎn)生數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要精準(zhǔn)的應(yīng)用到生產(chǎn)中，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩查，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性以及科學(xué)性，為生產(chǎn)制造提供準(zhǔn)確的指導(dǎo)。PLC 技術(shù)的應(yīng)用提升了數(shù)據(jù)的存儲容量，而且數(shù)據(jù)的處理速度也大大提升，保障智能機(jī)械的運(yùn)行、自動化生產(chǎn)的高效進(jìn)行，而且該技術(shù)還會對數(shù)據(jù)資源潛在價值的深層次挖掘與利用，發(fā)揮數(shù)據(jù)最大的應(yīng)用價值。

2.3 設(shè)備控制

設(shè)備控制也可以稱為設(shè)備監(jiān)控，機(jī)械化生產(chǎn)過程中需要設(shè)備不停的運(yùn)轉(zhuǎn)，但是在長期的運(yùn)行過程中設(shè)備會出現(xiàn)損耗，一旦超出設(shè)備所承受的荷載就會引發(fā)設(shè)備故障，不僅會影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行以及產(chǎn)品質(zhì)量，甚至還會引發(fā)嚴(yán)重的安全問題，對操作人員的安全造成威脅，產(chǎn)生消極的社會影響。PLC 技術(shù)應(yīng)用以后會對設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，而且還會通過智能化控制將設(shè)備的磨損控制到最小，以此減少設(shè)備問題故障問題的發(fā)生，使得設(shè)備達(dá)到最理想的運(yùn)行狀態(tài)。

2.4 邏輯控制

邏輯控制是PLC 技術(shù)最重要的控制技術(shù)之一，自動化生產(chǎn)的過程中需要控制很多的開關(guān)，可能是特定的控制也可能是一對多控制，這就需要編程人員根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求，做好設(shè)計(jì)控制，以滿足生產(chǎn)的不同需求。妥善解決順序性問題以及邏輯性問題，整體控制效果更加符合預(yù)期要求。

2.5 流程控制

工業(yè)生產(chǎn)中會有很多流程，以現(xiàn)在的技術(shù)很多生產(chǎn)還無法實(shí)現(xiàn)“一步到位”，所以生產(chǎn)流程越多，需要控制的內(nèi)容就越多。不同的生產(chǎn)流程使用的設(shè)備也都或多或少的存在一些差別，要想使得這些設(shè)備可以高質(zhì)高效的運(yùn)行就需要借助自動控制技術(shù)。PLC 技術(shù)的加可以合理控制生產(chǎn)的各個流程，一旦出現(xiàn)流程問題，控制器可以自動進(jìn)行修正，最大限度的保障了生產(chǎn)的精準(zhǔn)性。通過對PLC 技術(shù)的應(yīng)用，滿足各項(xiàng)工業(yè)自動化控制要求，實(shí)現(xiàn)了理想生產(chǎn)過程流程控制結(jié)果。

3 智能控制的領(lǐng)域介紹

3.1 立體倉庫

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，物流行業(yè)服務(wù)能力的提升，為網(wǎng)絡(luò)購物等提供了更加完善的保障，越來越多的人選擇在線上購物，為滿足大眾的需求出現(xiàn)看越來越多的商品存儲場所，PLC 技術(shù)應(yīng)用到物流行業(yè)中立體倉庫中，借助PLC 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對倉庫的控制。在升降式橫移結(jié)構(gòu)、垂直式提升結(jié)構(gòu)的運(yùn)行中發(fā)揮了重要作用提升了商品的入庫效率以及出倉效率以及精準(zhǔn)性，可以優(yōu)化運(yùn)輸?shù)母鱾€階段，減少混亂問題的發(fā)生。技術(shù)人員將數(shù)據(jù)進(jìn)行收集然后進(jìn)行科學(xué)的編寫，再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇LC 控制系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)有效控制。

3.2 煤礦系統(tǒng)

我們生活生產(chǎn)的發(fā)展對煤炭的需求量非常大，盡管現(xiàn)階段出現(xiàn)了部分清潔能源但是遠(yuǎn)不能代替煤炭能源。因此每天的煤炭資源開采工作還是很重的，眾所周知礦產(chǎn)資源開發(fā)環(huán)境比較復(fù)雜，如果工作中出現(xiàn)細(xì)微的失誤就會引發(fā)嚴(yán)重的安全問題，企業(yè)引進(jìn)了機(jī)械開采設(shè)備，但是傳統(tǒng)設(shè)備的控制能力不夠發(fā)達(dá)，融入PLC 技術(shù)后，提升了煤礦監(jiān)控能力，可以監(jiān)控井下的通風(fēng)狀態(tài)與瓦斯?jié)舛?，可以有效控制安全事故的發(fā)生。

3.3 火力發(fā)電系統(tǒng)

現(xiàn)代社會對電力資源的依賴增強(qiáng)，沒有電能生產(chǎn)生活都會陷入停滯狀態(tài)，不利于社會的發(fā)展。這就需要發(fā)電廠建立完善的發(fā)電系統(tǒng)保障人們的正常用電需求?；鹆Πl(fā)電系統(tǒng)牽涉到的運(yùn)行程序較多，包括煤炭傳輸系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、煤渣清理回收系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等，需要各個系統(tǒng)協(xié)作才能保證發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行，PLC 技術(shù)的使用將這些系統(tǒng)聯(lián)系起來，綜合調(diào)配各個環(huán)節(jié)的運(yùn)作，按照PLC 系統(tǒng)中的程序指令，實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

3.4 傳統(tǒng)機(jī)床

工業(yè)生產(chǎn)中機(jī)床設(shè)備很多，借助機(jī)床實(shí)現(xiàn)了零件的高質(zhì)高效生產(chǎn)，而且機(jī)床處于長期運(yùn)行中，很可能會因?yàn)樽陨硐摹⑼獠凯h(huán)境等因素導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障，影響生產(chǎn)的質(zhì)量。再加上傳統(tǒng)機(jī)床生產(chǎn)中消耗的能源非常多，這與綠色生產(chǎn)理念背道而馳，增加企業(yè)成本。PLC 技術(shù)使用后，可以修改控制程序，將各環(huán)節(jié)的參數(shù)調(diào)整到最優(yōu)，還可以檢測出機(jī)床潛在的故障，便于維修人員開展工作。

3.5 采摘機(jī)器人

農(nóng)業(yè)一直是我國最基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)，但是我們現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展水平并不高，很多農(nóng)民使用的還是傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，不利于提高他們的積極效益。所以需要有關(guān)部門協(xié)助現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)很重要的一個特征就是自動化，機(jī)械設(shè)備會代替更多的人力勞動。以采摘機(jī)器人為例，果實(shí)成熟后采摘工作量大，而且要在最優(yōu)的時間內(nèi)完成采摘工作利用PLC 和機(jī)器視覺技術(shù)，結(jié)合圖像傳感器拍攝水果圖像，然后提取出目標(biāo)水果圖像的位置，就可以快速完成采摘工作。

4 結(jié)論

智能技術(shù)的出現(xiàn)是社會發(fā)展的必然趨勢，而且現(xiàn)在智能技術(shù)越來越多的出現(xiàn)在我們的生活、工作中，為我們帶來了諸多的便利。PLC 技術(shù)操作簡單、成本低可以進(jìn)行廣泛應(yīng)用，為工業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了更加安全、可靠的環(huán)境。但是當(dāng)前我們對該技術(shù)以及其他智能技術(shù)的認(rèn)識還非常淺顯，需要技術(shù)人員持續(xù)進(jìn)行探究，推動智能制造系統(tǒng)的發(fā)展以及完善。本文對PLC 技術(shù)及其在智能機(jī)械控制方面的應(yīng)用研究還存在很大的不足，日后還會繼續(xù)進(jìn)行研究分析，持續(xù)完善研究理論。