機械自動化控制中PLC技術的應用研究

杜愛春

摘 要：隨著我國技術革命的發(fā)展，工業(yè)領域也迎來轉型時期，并取得了較大的成績。但是相較于西方發(fā)達國家，中國傳統(tǒng)工業(yè)技術水平還比較落后，科學技術含量無法達到發(fā)達國家的水平。在此背景下，相關專業(yè)人員需要對 PLC 技術在機電自動化控制技術中的應用進行分析，尤其是要重視 PLC 在我國工業(yè)的應用，以 PLC 技術的有效利用，提升工業(yè)生產(chǎn)水平、生產(chǎn)質量和效率，加快中國工業(yè)進程發(fā)展。

關鍵詞：機械自動化;控制技術;PLC;應用

1. PLC 技術概述

PLC 技術是機械自動化控制系統(tǒng)的“大腦”，其實質上就是以有邏輯、可編輯的機械控制指令替代復雜、煩瑣的人工控制，使機械設備能夠根據(jù)指令自動完成相關操作，進而實現(xiàn)準確化、科學化、無人化工業(yè)生產(chǎn)。目前，我國工業(yè)生產(chǎn)和制造業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)開始廣泛應用 PLC 技術進行機械設備的控制，其在節(jié)約人力、物力資源的同時提高了自動化設備的運行效率。同時，PLC 技術的應用可以有效地彌補傳統(tǒng)機械控制系統(tǒng)中存在的不足，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效率并滿足我國經(jīng)濟的發(fā)展需要。此外，PLC 技術因其操作簡便快捷、占據(jù)空間小以及功能效用多等特點被各種設備所應用。在機械設備的實際運作過程中，PLC 技術可以根據(jù)設備運行狀態(tài)及時調整操作，提高整個生產(chǎn)線監(jiān)控水平的同時降低設備故障發(fā)生率。但我國機械自動化控制中 PLC 技術的應用尚未成熟，還需在實踐中尋找潛在的優(yōu)勢和不足，不斷提高 PLC 技術的科學性、可靠性，為機械自動化控制系統(tǒng)的進一步優(yōu)化升級提供堅實保障[1]。

2.機械自動化技術

2.1 機械自動化的網(wǎng)絡化

隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，網(wǎng)絡得到了極大的發(fā)展和普及。這也促使企業(yè)的管理和企業(yè)機械自動化生產(chǎn)發(fā)生了很大的變化，機械設計更加科學合理，各種零部件的制造水平更高。同時，信息全球化可以使得各種機械自動化技術應用互相分享，這為機械自動化這個行業(yè)的交流和機械自動化企業(yè)提供了很好的學習平臺，可以促使工業(yè)機械企業(yè)得到進一步的發(fā)展。

2.2 機械自動化的虛擬化

目前有一種被稱為虛擬化的技術被運用與機械自動化技術中。它是通過電子計算機，模擬實際生產(chǎn)過程和檢驗產(chǎn)品的過程仿真操作系統(tǒng)。有了這個仿真化的作業(yè)工程，就可以檢驗產(chǎn)品的制作工藝是否最佳，優(yōu)化各種工藝而且可以實現(xiàn)不浪費時間、不浪費原材料、不浪費人力，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。

3.機械自動化控制中的 PLC 技術應用

3.1 PLC技術在播種機中的應用

首先，在選擇 PLC 設備時，不僅要滿足播種機電氣自動化控制的穩(wěn)定性要求，還要確保 PLC 設備總體的功耗較低，并且具有較快的計算速度，對較為復雜的程序進行操作。例如，微型 PLC 控制器具有很強的抗干擾能力，在播種機實際運行的過程中能夠靈活地對其進行控制，并且由于自身性能較強，在一定程度上延長了播種機的使用壽命。比如在丘陵地區(qū)進行農(nóng)業(yè)種植工作時，微型PLC控制器具有較強的防沖擊振動的功能，有效提升了播種機的運行效果。

其次，在播種機電氣自動化控制中應用 PLC 技術時，可以通過傳感器來檢測播種機的運行狀況，還可以通過電效應法、高速攝影法等技術來進一步檢測播種機的運行質量。除此之外，在播種機電氣自動化控制中應用 PLC 技術時，還可以將檢測系統(tǒng)的警報機制進行改善，通過安裝提示燈的方式，來對播種機發(fā)生的故障進行警示，大大提升了播種機運行的穩(wěn)定性以及實效性。相較于人工播種，利用播種機進行播種能夠更好地保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的效果，并且在一定程度上降低了成本費用。通過在播種機的電氣自動化技術中應用PLC技術，能夠有效改善傳統(tǒng)播種機運行的弊端，大大提升播種機運行的效率和質量[2]。

3.2 PLC 技術與空調變頻改造

中央空調系統(tǒng)一般由制冷機、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、風機盤管系統(tǒng)等部分組成。由于技術方面的限制，早期中央空調的水系統(tǒng)主要采用傳統(tǒng)的控制方法。應用階段，中央空調系統(tǒng)的高額用電量以及各類故障的出現(xiàn)，使得不少企業(yè)開始探索空調系統(tǒng)的改造技術。從實際情況來看，中央空調 PLC 的節(jié)能現(xiàn)象，在根本上是基于空調水系統(tǒng)熱交換循環(huán)而產(chǎn)生的，在中央空調的運行過程中，冷卻水是一個較為關鍵的環(huán)節(jié)，通常而言，中央空調的水流調節(jié)方式是通過系統(tǒng)中相關閥門和擋板的開閉來進行控制的，因此會造成大量的電能在這個過程中損失掉，而通過PLC技術對變頻器改造之后，則能夠對電能實現(xiàn)節(jié)約效果，降低空調能耗。據(jù)測算，以傳統(tǒng)控制方式進行水系統(tǒng)的控制，在絕大多數(shù)時間內，空調系統(tǒng)真正需要的冷負荷要遠低于設計值，而水塔風機、冷卻水泵等處于滿負荷運行狀態(tài)，由此帶來了嚴重的能源浪費問題。結合運行工況監(jiān)測結果與中央空調水系統(tǒng)工作原理，有技術人員提出了在原有系統(tǒng)的基礎上增加控制單元，通過PLC 控制器、變頻器、傳感器以及溫差控制器等元器件的應用，實現(xiàn)變頻控制，并最終達到合理控制水系統(tǒng)運行狀況的目的。不僅如此，實踐表明，在原有繼電接觸器控制電路的基礎上增加變頻器控制電機，正常情況下，變頻器控制電機的運行狀態(tài)，整個系統(tǒng)處于節(jié)能運行狀態(tài)，可改善能源浪費問題[3]。

3.3 PLC在電梯系統(tǒng)中的應用

電梯是一種常見特種設備，其主要任務是完成人或物的垂直運輸，起停相對頻繁。一般電梯系統(tǒng)可分為升降機裝置系統(tǒng)、集選控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、故障檢測系統(tǒng)等部分。在上行、下行過程中，控制系統(tǒng)需要對多個指令進行處理，確保其按照預設程序運行。以電梯的選層為例，其功能實現(xiàn)主要依賴于信號的傳遞、脈沖信號的正確處理，此外，還需引進防亂層技術，自動校正錯誤參數(shù)，對計數(shù)混亂問題進行妥善處理。本質上，PLC 控制電梯是以 CPU 微處理器進行運行過程中所需要進行的邏輯運算和數(shù)據(jù)處理，并利用 PLC輸出單元進行控制信號的發(fā)出，從而實現(xiàn)對電梯的控制。在具體的應用過程中，主要是通過進行與之相應的 PLC 控制—能見電路的方式，來實現(xiàn)其余外部電路以數(shù)據(jù)的輸入和輸出端口進行通信，并通過 PLC 系統(tǒng)的控制器 CPU 來進行ROM 中機器碼的執(zhí)行，從而有效地進行輸入輸出數(shù)據(jù)的處理，最后將已經(jīng)完成處理的數(shù)據(jù)利用端口傳輸?shù)酵鈬娐?，達到對電梯自動化控制的目的。

結束語

綜上所述，在機械自動化控制中應用 PLC 技術可以很好地提高機械設備生產(chǎn)效率和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益，同時這兩者的相互融合也對我國經(jīng)濟社會的發(fā)展作出了巨大的貢獻。在未來工作過程中，相關領域工作人員應加強對 PLC 技術的重視和應用，通過調查研究、制訂方案、科學應用、總結提升等形式，進一步提高機械自動化控制中的 PLC 技術應用水平，促使我國工業(yè)發(fā)展邁上新的臺階。

參考文獻：

[1] 朱新恬 . 化工裝置電氣自動化控制中 PLC 技術的應用 [J]. 化工設計通訊 ，2020，46（1）：117+119.

[2] 李佳立 . 船舶輔助機械自動化控制中 PLC 技術的應用分析 [J].艦船科學技術 ，2019，41（16）：214-216.

[3] 高賀云， 熊建國 . 機械自動化控制中 PLC 技術的應用探討 [J].內蒙古煤炭經(jīng)濟 ，2020（5）：197.