PLC技術(shù)在橡膠機(jī)械電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

高文彬

（賽象科技股份有限公司，天津 300384）

隨著科技的發(fā)展，我國(guó)智能化與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)取得了很大進(jìn)步[1-3]。目前，在我國(guó)橡膠機(jī)械電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)的應(yīng)用較為普遍，占據(jù)重要位置。因此，提高PLC技術(shù)的應(yīng)用效果，了解其發(fā)展趨勢(shì)，可以進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)橡膠機(jī)械電氣控制技術(shù)的發(fā)展。

1 PLC技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

（1）PLC技術(shù)的穩(wěn)定性與可靠性相對(duì)較強(qiáng)，有較強(qiáng)的抗干擾能力，一旦發(fā)生錯(cuò)誤可以及時(shí)自我診斷，并且能利用濾波、隔離及故障檢測(cè)等分析錯(cuò)誤信息，對(duì)信息進(jìn)行恢復(fù)與保護(hù)；同時(shí)，PLC技術(shù)具有效率及精確度高的優(yōu)勢(shì)，使用十分便捷，能夠提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

（2）PLC技術(shù)的系統(tǒng)功能完善，適應(yīng)能力強(qiáng)，出現(xiàn)故障的概率和維修工作量均較低，大大降低了維修成本；同時(shí)，PLC技術(shù)能夠使生產(chǎn)過(guò)程得到優(yōu)化，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和降低成本[4-7]。另外，PLC體積小巧，功能全面，可以對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)進(jìn)行分散控制與集中管理，能夠與工業(yè)生產(chǎn)有效結(jié)合，即使在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中也能得到很好的應(yīng)用，其中，擴(kuò)展系統(tǒng)功能、改變控制程序和簡(jiǎn)化管理程序均發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用。

（3）PLC技術(shù)的編程方式十分直觀、清晰，工作人員在短時(shí)間內(nèi)就能夠掌握其操作方式；軟件的損耗低、質(zhì)量?。涣硗?，軟件逐漸取代了繼電器與計(jì)數(shù)器等元件功能，使接線工作量降低，而且無(wú)需注意節(jié)點(diǎn)的變位問(wèn)題，程序修改直接在硬件或軟件上進(jìn)行，大大縮短了系統(tǒng)調(diào)試時(shí)間。

2 PLC技術(shù)在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)控制

數(shù)據(jù)控制在橡膠機(jī)械電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中極為關(guān)鍵。應(yīng)用PLC技術(shù)能夠?qū)﹄姎庾詣?dòng)化的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行要求合理地控制數(shù)據(jù)，進(jìn)而自動(dòng)運(yùn)行相應(yīng)的口令。通過(guò)PLC技術(shù)能夠進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)控制的合理性。

比如，在輪胎成型機(jī)生產(chǎn)中，由于其機(jī)床規(guī)模比較大，數(shù)據(jù)信息非常多，對(duì)系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間有很高要求，需要先在控制系統(tǒng)中獲得信息，才能夠充分判斷機(jī)床情況。在輪胎成型機(jī)機(jī)床生產(chǎn)中應(yīng)用PLC技術(shù)，能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)程序有效控制相關(guān)設(shè)備：在計(jì)算機(jī)中提前做好編程，編程內(nèi)容應(yīng)符合實(shí)際機(jī)械加工管理；通過(guò)軟件運(yùn)行替代以前的硬件電路控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、邏輯、儲(chǔ)存等一系列的綜合處理；利用邏輯器進(jìn)行通信控制，使機(jī)床周邊的傳感器在收集信息的同時(shí)對(duì)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并處理；之后根據(jù)實(shí)際情況將收集的數(shù)據(jù)通過(guò)通信系統(tǒng)上傳到計(jì)算機(jī)終端，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)監(jiān)督和管理的目的。

2.2 自動(dòng)控制

PLC技術(shù)在自動(dòng)控制中也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

比如在橡膠制品生產(chǎn)過(guò)程中，如果膠料寬度或質(zhì)量不合格，以往只能通過(guò)工作人員做記錄，然后再對(duì)不合格膠料進(jìn)行判斷或處理?，F(xiàn)階段利用PLC技術(shù)，能夠?qū)γ慷文z料寬度和厚度進(jìn)行檢測(cè)，自動(dòng)對(duì)膠料不合格部分進(jìn)行標(biāo)定、剔除、記錄和追蹤，從而更好地提升產(chǎn)品品質(zhì)和降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

在模具數(shù)控加工系統(tǒng)中采取PLC技術(shù)，能夠使數(shù)控設(shè)備更好地完成材料的加工過(guò)程。在制冷系統(tǒng)中通過(guò)PLC技術(shù)能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行指令控制性操作，使設(shè)備的執(zhí)行能力得到進(jìn)一步提升，工作效率得到保障。

2.3 順序控制

目前，PLC技術(shù)在順序控制中應(yīng)用最為普遍，根據(jù)其整體情況，主要有開(kāi)關(guān)量和順序控制兩方面的應(yīng)用。

應(yīng)用PLC技術(shù)控制開(kāi)關(guān)量，能夠使電氣自動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)關(guān)量的邏輯性與時(shí)序性得到提高，確保電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。比如在輪胎成型機(jī)機(jī)床生產(chǎn)中，計(jì)算機(jī)能夠結(jié)合相關(guān)控制系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行反饋，同時(shí)判斷成型機(jī)機(jī)床工作狀態(tài)的穩(wěn)定性，核算無(wú)誤后可以控制機(jī)床繼續(xù)生產(chǎn)。

PLC技術(shù)在順序控制方面主要用于順序控制的編程設(shè)計(jì)，可以全面提升電氣控制效率。其中生態(tài)效益評(píng)價(jià)是控制效率的重要參照指標(biāo)。在節(jié)能減排的背景下，高效率及投入成本較低等自動(dòng)化控制為行業(yè)發(fā)展重要趨勢(shì)，PLC順序控制能有效替代傳統(tǒng)的電氣控制，有助于在電氣設(shè)備運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)獨(dú)立和自動(dòng)化控制，PLC順序控制技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值可以得到有效顯現(xiàn)。例如在橡膠制品企業(yè)中，由于很多橡膠制品生產(chǎn)具有生產(chǎn)線長(zhǎng)、生產(chǎn)工序多以及控制點(diǎn)分散度高、控制復(fù)雜等特點(diǎn)。通過(guò)PLC程序設(shè)定傳感器、主站、遠(yuǎn)程輸入/輸出（IO）站、操作面板等設(shè)施，相關(guān)技術(shù)人員可在操作平臺(tái)上對(duì)完整的生產(chǎn)線進(jìn)行全面監(jiān)控。PLC能有效提升生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用穩(wěn)定性以及生產(chǎn)效率，此外PLC順序控制能有效降低企業(yè)生產(chǎn)能源消耗、投入成本及減少人員配備。

2.4 閉環(huán)控制

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中，閉環(huán)控制是不可或缺的重要部分。例如在電氣自動(dòng)化預(yù)警系統(tǒng)執(zhí)行各項(xiàng)指令時(shí)，會(huì)使用很多連續(xù)指令，同時(shí)指令也會(huì)隨著工作內(nèi)容的變化而變化，通過(guò)閉環(huán)控制能夠使各機(jī)組的運(yùn)行安全得到進(jìn)一步保障，并且提高系統(tǒng)中模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)化效率。

PLC技術(shù)還能夠使整個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程得到保障，同時(shí)提高轉(zhuǎn)化過(guò)程的交互性。例如，進(jìn)行溫度閉環(huán)控制時(shí)，可以利用PLC技術(shù)控制將溫度變化轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，同時(shí)反饋到中控計(jì)算機(jī)，再通過(guò)電壓與標(biāo)準(zhǔn)電流的形式進(jìn)行輸出，最終得到模擬量。另一方面，PLC技術(shù)能夠使變頻設(shè)備在閉環(huán)控制中的應(yīng)用可靠性與操作便捷性得到進(jìn)一步提升，還能夠使電氣自動(dòng)化執(zhí)行各項(xiàng)指令的過(guò)程更加穩(wěn)定和高效。PLC閉環(huán)控制主要通過(guò)泵類集中控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，要根據(jù)不同泵的具體情況選擇和應(yīng)用控制系統(tǒng)，才能更好地使變頻器保持在最佳運(yùn)行狀態(tài)。

因此，在閉環(huán)控制中合理應(yīng)用PLC技術(shù)是非常重要的，通過(guò)PLC技術(shù)與閉環(huán)控制的有效結(jié)合，能夠使閉環(huán)控制功能性不足的問(wèn)題得到有效解決。

2.5 輔助控制

對(duì)輔助控制來(lái)說(shuō)，有效應(yīng)用PLC技術(shù)非常重要。以水處理系統(tǒng)為例，要對(duì)相關(guān)工藝流程進(jìn)行嚴(yán)格的順序控制，同時(shí)要將開(kāi)關(guān)控制做到位，完成其輔助控制。現(xiàn)階段，隨著我國(guó)節(jié)能減排理念的大力宣傳，許多工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)理念發(fā)生很大轉(zhuǎn)變，在保障經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，將節(jié)能減排作為最終生產(chǎn)目標(biāo)，同時(shí)對(duì)輔助控制水平也提出更高要求。目前，我國(guó)許多大型工業(yè)企業(yè)都已經(jīng)將PLC技術(shù)應(yīng)用于輔助控制，不僅能夠?qū)ιa(chǎn)過(guò)程進(jìn)行有效控制，還能夠使用其中的通信系統(tǒng)來(lái)改善工作環(huán)境。

3 電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中PLC技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)

3.1 提高自動(dòng)化集成水平

隨著我國(guó)科技水平的提升，新裝備的控制難度也在逐漸提高。因此，企業(yè)需要利用PLC技術(shù)來(lái)強(qiáng)化設(shè)備的電氣自動(dòng)化控制，基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制中心和信息分析系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備操作系統(tǒng)進(jìn)行控制，有針對(duì)性地進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息采集、處理、存儲(chǔ)和分析，其多變量分析的相關(guān)數(shù)據(jù)通過(guò)PLC技術(shù)可以為后續(xù)工程提供重要依據(jù)。例如在進(jìn)行電氣工程集成時(shí)，需要通過(guò)統(tǒng)一的電氣設(shè)備接口將設(shè)備系統(tǒng)的兼容性進(jìn)一步提升，之后再將統(tǒng)一的系統(tǒng)用于計(jì)算機(jī)控制軟件的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行。

3.2 提高技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化水平

隨著信息技術(shù)逐漸成熟，數(shù)字化信息技術(shù)已經(jīng)成為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重要方向，為了使PLC技術(shù)在橡膠機(jī)械電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中得到更好的應(yīng)用，PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得到進(jìn)一步體現(xiàn)，需要對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行深入研究，使PLC技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化水平得到進(jìn)一步提高，在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，進(jìn)而滿足不同行業(yè)的發(fā)展需求。

4 結(jié)語(yǔ)

在橡膠機(jī)械電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中運(yùn)用PLC技術(shù)非常重要，可以更好地提高生產(chǎn)效率，釋放生產(chǎn)力，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。尤其是隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，設(shè)備的自動(dòng)化水平得到了很大提高，PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也越來(lái)越明顯。

PLC技術(shù)與現(xiàn)階段電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)相符。相關(guān)研究人員需要結(jié)合社會(huì)發(fā)展需求，對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行深入研究，從而使橡膠機(jī)械電氣自動(dòng)化控制水平得到進(jìn)一步提高。