PLC 技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

郭英

（河北 唐山 063000）

PLC 技術(shù)是社會(huì)發(fā)展和科技發(fā)展的背景影響下衍生而出的高端科技，不僅在電氣工程自動(dòng)化控制領(lǐng)域承擔(dān)著重要使命，發(fā)揮著重要的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，與此同時(shí)，它也將被廣泛運(yùn)用在社會(huì)的各大領(lǐng)域，為社會(huì)各行各業(yè)的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障，以此來推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的全速發(fā)展。

一、PLC 系統(tǒng)的基本概念及發(fā)展概況分析

PLC，又被稱為可編程邏輯控制器，它通過將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，進(jìn)而形成完整的工業(yè)運(yùn)用控制裝置，該系統(tǒng)以數(shù)字方式為載體，在具體運(yùn)行時(shí)依靠數(shù)字方式操作，同時(shí)該裝置上還具備了相應(yīng)的編程功能，能夠?qū)C(jī)械或者生產(chǎn)給予完善的控制，除此之外，PLC 系統(tǒng)還擁有應(yīng)用簡(jiǎn)便、實(shí)用性強(qiáng)以及優(yōu)秀的抗干擾性能等優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，通過PLC的合理運(yùn)用，對(duì)生產(chǎn)效率及質(zhì)量均起到了良好的促進(jìn)作用。相較其他控制器而言，PLC 擁有著很多技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，比如說它的運(yùn)行速率更快且CPU 工作性能更佳，同時(shí)還具備了較為豐富的指令系統(tǒng)和穩(wěn)定可靠的操作系統(tǒng)，使其能夠更好地迎合工業(yè)發(fā)展的實(shí)際需求。除此之外，PLC 系統(tǒng)還具備了中斷處理能力、存儲(chǔ)能力、網(wǎng)絡(luò)通信能力以及邏輯處理能力，這些性能優(yōu)勢(shì)使其能夠在工業(yè)領(lǐng)域中得到更多的關(guān)注與應(yīng)用，同時(shí)對(duì)推動(dòng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化管理發(fā)揮了極為重要的影響。

結(jié)合PLC 系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)來看，其主要分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，作為PLC 控制系統(tǒng)的根基，硬件設(shè)計(jì)的合理性直接關(guān)乎著PLC 控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是否能夠達(dá)到最佳效果，輸入電路與輸出電路兩部分構(gòu)成了PLC 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，在對(duì)該系統(tǒng)實(shí)施硬件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)電源容量給予充分的考量，通常會(huì)以高于輸入功率兩倍的電源容量為主。針對(duì)PLC 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)而言，應(yīng)依據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求來進(jìn)行，與此同時(shí)，在具體的編程環(huán)節(jié)中，應(yīng)確保各項(xiàng)指令的精確性，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)任何錯(cuò)誤，則會(huì)造成系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)異常，進(jìn)而影響到整個(gè)生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。因此，在進(jìn)行編程操作時(shí)，技術(shù)人員便可以借助程序連鎖措施為生產(chǎn)線的正常運(yùn)行提供必要的保障，通過該措施的有效實(shí)施，一旦出現(xiàn)突發(fā)情況，系統(tǒng)則會(huì)馬上停止，并給予警報(bào)提示。

二、機(jī)電自動(dòng)化控制中PLC 技術(shù)的應(yīng)用要素探究

（一）有效避免外界信號(hào)的干擾

為了可以實(shí)現(xiàn)控制效果的最優(yōu)化，必須要對(duì)整個(gè)控制中的關(guān)鍵因素加以明確，有效杜絕外界信號(hào)的惡意干擾，目前，我國(guó)工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程加快，對(duì)于幾點(diǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)控制的具體需求也越來越高，一旦遇到信號(hào)干擾問題則會(huì)嚴(yán)重干擾到機(jī)電自動(dòng)化控制效果的正常發(fā)揮。為了有效改善這一問題，就必須運(yùn)用到PLC 技術(shù)，通過編程控制部件處理中的抗干擾性能來實(shí)現(xiàn)降低信號(hào)干擾的概率，以此來確保機(jī)電自動(dòng)化控制效果的充分發(fā)揮。

（二）有效規(guī)避電源的干擾

結(jié)合機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的控制效果來看，它與PLC 技術(shù)的應(yīng)用效果存在著必然的聯(lián)系，但是這并不意味著PLC 技術(shù)的應(yīng)用和機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用之間就不存在任何干擾，電源干擾是一種司空見慣的干擾方式，其干擾性較強(qiáng)，所產(chǎn)生的干擾效果之間存在一定的差異性，為了減少電源干擾，達(dá)到機(jī)電自動(dòng)化控制工作的具體標(biāo)準(zhǔn)，基于此種背景影響下，就必須對(duì)其控制形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過將屏蔽性設(shè)備和機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的有效結(jié)合，來提升系統(tǒng)整體的抗干擾性能。

（三）降低外界環(huán)境因素的不利影響

在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，通過對(duì)PLC 技術(shù)的合理應(yīng)用，能夠有效降低外界環(huán)境因素的干擾，在整個(gè)技術(shù)控制當(dāng)中，會(huì)受到不同環(huán)境因素的干擾，為了確保機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的控制水平，就必須對(duì)系統(tǒng)控制中的溫度調(diào)節(jié)進(jìn)行合理控制。如果想要提升整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用控制效果，就必須要對(duì)環(huán)境因素加以合理控制。

（四）對(duì)PLC 技術(shù)應(yīng)用的干擾源影響給予更多關(guān)注

在PLC 技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中較為常見的干擾類型有傳導(dǎo)型、輻射型以及內(nèi)部干擾等，由于地面走線布局的不合理、電磁輻射的不利影響等都會(huì)對(duì)PLC 技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用效果造成不同程度的干擾，因此，為了有效改善這一問題，就需要從線路連接、接地系統(tǒng)等環(huán)節(jié)著手改進(jìn)。比如，在圍繞線路連接環(huán)節(jié)的PLC 技術(shù)應(yīng)用干擾源消除中，可通過PLC 控制系統(tǒng)安裝信號(hào)屏蔽設(shè)備，采用多芯電纜接地，保證系統(tǒng)動(dòng)力部分與操作部分拉開200mm 距離，將大功率電纜與其他電纜分開走線，單獨(dú)放置開關(guān)裝置，避免信號(hào)線纜存在接頭等具體措施實(shí)現(xiàn)干擾源的抑制，而接地系統(tǒng)環(huán)節(jié)則可以采用電纜屏蔽層一端接地、避免三相負(fù)載不對(duì)稱情況出現(xiàn)等措施。

三、機(jī)電自動(dòng)化控制中PLC 技術(shù)的具體應(yīng)用探究

（一）運(yùn)動(dòng)過程控制中的具體應(yīng)用

在機(jī)電控制系統(tǒng)中，PLC 技術(shù)的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在自動(dòng)控制直線以及圓周兩種行為方式，同時(shí)還可以借助特殊模塊來對(duì)機(jī)電設(shè)備的線性行為進(jìn)行優(yōu)化。為了達(dá)到機(jī)電控制的具體需求，很多PLC 制造商都會(huì)在研發(fā)新產(chǎn)品時(shí)增添運(yùn)動(dòng)控制功能，比如說數(shù)據(jù)切削機(jī)器，借助PLC 技術(shù)在控制機(jī)床中的具體應(yīng)用，通過幾何自動(dòng)識(shí)別功能能夠?qū)η邢骶€的具體放置位置加以確定，使其精確度得到了進(jìn)一步的提升，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的精加工。

（二）PLC 技術(shù)在順序控制中的具體應(yīng)用

順序控制的基本概念是指通過對(duì)電氣設(shè)備的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入指定信號(hào)，命令其嚴(yán)格依照特定的次序來進(jìn)行后續(xù)操作。一般情況下，在運(yùn)用電氣設(shè)備時(shí)，會(huì)隨著時(shí)間的增加，能耗量也逐步上漲，由此會(huì)引發(fā)出嚴(yán)重的資源浪費(fèi)現(xiàn)象，使生產(chǎn)企業(yè)的綜合效益受到一定的負(fù)面影響。因此，為了有效改善這一問題，就可以加強(qiáng)對(duì)PLC 技術(shù)的合理應(yīng)用，對(duì)電氣設(shè)備實(shí)施順序控制。對(duì)此，我們可以結(jié)合以下兩點(diǎn)進(jìn)行改善：第一，應(yīng)對(duì)電氣設(shè)備的順序信息進(jìn)行全面深入的掌握，同時(shí)將產(chǎn)品工作作為基礎(chǔ)，對(duì)順序?qū)嵤┩咨铺幚?，并?duì)各種信息進(jìn)行輸入操作。在此環(huán)節(jié)中，需要考慮到電氣設(shè)備內(nèi)部順序之間的差異性，通過有針對(duì)性的控制措施，來實(shí)現(xiàn)開關(guān)與主站之間的合理控制。第二，針對(duì)電氣設(shè)備在運(yùn)用順序控制的環(huán)節(jié)中，首先應(yīng)對(duì)電氣設(shè)備中繼電器的問題進(jìn)行完善與優(yōu)化，提升其靈敏度和條理性，以此為前提下，運(yùn)用PLC 技術(shù)實(shí)施模塊化處理，這樣可以有效規(guī)避設(shè)備運(yùn)行環(huán)節(jié)中操作流程紊亂等現(xiàn)象的發(fā)生。

（三）PLC 技術(shù)在閉環(huán)控制中的具體應(yīng)用

在電氣設(shè)備運(yùn)行期間，通常會(huì)運(yùn)用到很多零件，為了提升電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，就必須加強(qiáng)對(duì)每個(gè)零件的有效控制?；趥鹘y(tǒng)控制模式中，需要工作人員針對(duì)每個(gè)零件的運(yùn)行狀態(tài)，來選擇適宜的控制方法。目前，這種控制模式已經(jīng)無法滿足電氣設(shè)備的運(yùn)行需求，對(duì)此，我們就必須加強(qiáng)PLC 技術(shù)的合理應(yīng)用，該技術(shù)可以對(duì)電氣設(shè)備閉環(huán)實(shí)施有效控制，從根本上提升電氣設(shè)備的運(yùn)行效率，確保電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。舉例來說，通過對(duì)PLC 技術(shù)對(duì)動(dòng)力泵實(shí)施的有效控制，在動(dòng)力泵運(yùn)行期間，通過該技術(shù)對(duì)其運(yùn)行時(shí)間的準(zhǔn)確分析，可以選取最佳的控制方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

（四）開關(guān)量控制中的具體應(yīng)用

針對(duì)以往的電氣設(shè)備控制而言，在欠缺精確感應(yīng)電網(wǎng)的情況下，使自動(dòng)化識(shí)別控制難度有所增加，大大減低了自動(dòng)化控制的實(shí)效性。通過PLC 技術(shù)在電氣設(shè)備自動(dòng)化開關(guān)量控制中的實(shí)際應(yīng)用，能夠明顯縮減輔助開關(guān)的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)開關(guān)信號(hào)的集中控制，使系統(tǒng)的自動(dòng)化處理速率得到了進(jìn)一步的提升。開關(guān)量輸入模塊對(duì)PLC 技術(shù)對(duì)開關(guān)量信號(hào)的識(shí)別有著決定性作用，在PLC機(jī)電設(shè)備的開關(guān)量模塊中設(shè)計(jì)與設(shè)備中壓力、溫度、操作按鈕的輸入端子，并讓其與PLC的內(nèi)部屯路形成一個(gè)“感知”路網(wǎng)，形成一個(gè)完整的工作體系，可以準(zhǔn)確讀取輸入口的狀態(tài)值，并對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，達(dá)到自動(dòng)化控制效果。

（五）數(shù)控系統(tǒng)方面的具體應(yīng)用

針對(duì)電氣自動(dòng)化控制作業(yè)而言，依據(jù)其控制形式的差異性，可以將控制系統(tǒng)劃分為連續(xù)控制系統(tǒng)、點(diǎn)位控制系統(tǒng)以及執(zhí)行控制系統(tǒng)，點(diǎn)位控制系統(tǒng)又可以分為單片機(jī)控制和全功能控制兩大類，單片機(jī)控制方案的開發(fā)和設(shè)計(jì)相對(duì)難度較高，極易引發(fā)資源浪費(fèi)情況的發(fā)生，但是在結(jié)合PLC 技術(shù)的合理應(yīng)用，這些問題得到了有效的完善與改進(jìn)，使數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到了大幅度的提升。

結(jié)語：綜上所述，伴隨中國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC 技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)中，不但能夠運(yùn)用于運(yùn)動(dòng)控制、開關(guān)邏輯控制以及通信網(wǎng)絡(luò)等方面，在其他領(lǐng)域也有著較大的發(fā)展空間。因此，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)PLC 技術(shù)的創(chuàng)新研究，從而使其更好地推動(dòng)機(jī)電行業(yè)的全面發(fā)展。