PLC技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用

孫 艷

長(zhǎng)白山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林白山 134300

0 引言

二十世紀(jì)以來，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展迅速，控制科學(xué)取得了顯著進(jìn)步。自動(dòng)化是指無人條件下，利用各種儀表和元件對(duì)生產(chǎn)過程加以控制。自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用能夠提高生產(chǎn)效率，確保生產(chǎn)安全，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并成為科技現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。

1 PLC技術(shù)的基本原理

PLC即可編程控制器，它是以微處理器為基礎(chǔ)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)綜合起來發(fā)展成的新型工業(yè)控制裝置。PLC使傳統(tǒng)的繼電控制器技術(shù)和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。按照國(guó)際電工委員會(huì)給出的定義，PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，服務(wù)于工業(yè)環(huán)境下的生產(chǎn)過程。它使用可編程序的存儲(chǔ)器，將內(nèi)部邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)數(shù)、運(yùn)算等操作程序通過輸入輸出，達(dá)到控制機(jī)械生產(chǎn)過程的目的。PLC技術(shù)的特點(diǎn)表現(xiàn)在以下方面：

第一，安全可靠性高。PLC的輸入/輸出端口是應(yīng)用繼電器或光耦合器件，其基本的輸入/輸出點(diǎn)都是開關(guān)量，并附加隔離與抗干擾措施，能夠保證生產(chǎn)線不受外界干擾，在各種惡劣環(huán)境下都能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)控制，有效地緩解了人力生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全可靠的目標(biāo)；

第二，通用性強(qiáng)。PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，各個(gè)模塊能夠靈活組成不同的控制系統(tǒng)，工作人員只需針對(duì)不同的模塊操作需求編輯程序，即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作；

第三，靈活方便。PLC的優(yōu)勢(shì)在于用軟件編程取代硬連線，體積小。對(duì)于不同的控制系統(tǒng)，當(dāng)生產(chǎn)中需要改變控制方式，或是對(duì)控制對(duì)象實(shí)施簡(jiǎn)單的操作改動(dòng)，只要修改程序即可完成，無需進(jìn)行大的修改，所以減少了調(diào)試工作量。

PLC技術(shù)充分考慮到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，抗干擾力強(qiáng)，組合靈活，編程簡(jiǎn)單，安裝和維修方便，因而適合在自動(dòng)化生產(chǎn)線中應(yīng)用。

2 PLC系統(tǒng)的基本構(gòu)成

PLC實(shí)質(zhì)是用于控制功能的計(jì)算機(jī)，它與控制對(duì)象的接口能力更強(qiáng)，能夠圍繞過程控制的需求設(shè)計(jì)自身結(jié)構(gòu)。一般來說，自動(dòng)化生產(chǎn)線中，PLC系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：

第一，CPU。CPU模塊是PLC的核心模塊，由微處理器與存儲(chǔ)器組成；

第二，輸入/輸出模塊。該模塊是PLC與操作現(xiàn)場(chǎng)中的設(shè)備連接的接口；

第三，編程設(shè)備。它是PLC系統(tǒng)中最關(guān)鍵的外圍控制設(shè)備，通過程序編輯設(shè)計(jì)傳遞相應(yīng)的指令，也可以對(duì)原有的程序進(jìn)行修改和調(diào)試，并實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)視PLC的工作過程；

第四，電源模塊。主要用于PLC工作過程中的交流電和直流電轉(zhuǎn)換。

3 PLC技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用舉例

PLC技術(shù)在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用非常廣泛，例如以下工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域：

第一，PLC在配料生產(chǎn)線中的應(yīng)用。生產(chǎn)配料是一項(xiàng)重要工序，以往生產(chǎn)配料裝置不能滿足自動(dòng)化需求，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，在生產(chǎn)的安全性、可靠性方面也不盡理想。PLC技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于降低成本、減少污染、提高安全性具有重要意義。PLC集成自動(dòng)控制技術(shù)、新傳感器技術(shù)、計(jì)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)管理技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)控制對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)視，完成配料工作。其特點(diǎn)是配料工序如果在聯(lián)機(jī)狀態(tài)下可自動(dòng)完成，如果是脫機(jī)狀態(tài)則可手動(dòng)操作；應(yīng)用程序控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)停機(jī)。所以石油化工、紡織、機(jī)械加工、冶金等生產(chǎn)領(lǐng)域的配料工序都可在PLC技術(shù)的支持下順利完成；

第二，PLC在汽車自動(dòng)裝配線中的應(yīng)用。隨著人們生活水平的提高，汽車市場(chǎng)呈現(xiàn)繁榮景象，道路上的汽車流量持續(xù)增加，這就對(duì)汽車裝配生產(chǎn)的效率提出更高要求。汽車轉(zhuǎn)向泵自動(dòng)裝配線應(yīng)用PLC控制技術(shù)，能夠有效簡(jiǎn)化操作系統(tǒng)，從而提高設(shè)備可靠性。汽車轉(zhuǎn)向泵由多種零件構(gòu)成，需要使用不同設(shè)備、按照操作順序逐一組裝。整個(gè)過程不僅包含裝備工作，還需要對(duì)壓力、位移等參數(shù)嚴(yán)格控制，以保障裝配質(zhì)量。汽車轉(zhuǎn)向泵自動(dòng)裝配線由PLC控制，就能實(shí)現(xiàn)上述功能，且裝配中出現(xiàn)的故障、各項(xiàng)工作狀態(tài)等都能表示出來，便于工作人員進(jìn)行相關(guān)的維護(hù)；

第三，PLC技術(shù)在自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線中的應(yīng)用。工業(yè)生產(chǎn)中薄板預(yù)處理生產(chǎn)線分為多個(gè)環(huán)節(jié)，包括拋光除銹、噴漆和烘干等。其中噴漆是生產(chǎn)線中最重要的環(huán)節(jié)，合理可靠的噴漆自動(dòng)控制是生產(chǎn)成功的關(guān)鍵。運(yùn)用PLC技術(shù)可檢測(cè)鋼板的位置和形狀，以保證噴漆的質(zhì)量，達(dá)到節(jié)約油漆的目的。選用合適的渦流傳感器與數(shù)碼盤，由可編程控制器對(duì)電閥加以控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴漆，從而達(dá)到理想的控制效果，提高經(jīng)濟(jì)效益；

第四，PLC技術(shù)在飲料灌裝生產(chǎn)線中的應(yīng)用。飲料市場(chǎng)中產(chǎn)品琳瑯滿目，顏色各異。飲料灌裝生產(chǎn)可以應(yīng)用PLC技術(shù)，設(shè)定自動(dòng)操作模式，啟動(dòng)后生產(chǎn)流水線傳送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，直到灌裝設(shè)備下的傳感器檢測(cè)出一個(gè)空瓶子停止。程序員可以對(duì)灌裝時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)瓶子定位在灌裝設(shè)備下，延時(shí)一定的灌裝時(shí)間，如數(shù)秒后自動(dòng)停止。飲料瓶子灌滿后，傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，循環(huán)上一輪的操作。因此，對(duì)于不同容量的飲料，工作人員可隨時(shí)調(diào)節(jié)灌裝過程的自動(dòng)停止秒數(shù)，操作非常靈活，標(biāo)準(zhǔn)化程度高；

第五，PLC技術(shù)在電纜生產(chǎn)線中的應(yīng)用。對(duì)于可編程控制器構(gòu)成的較大檢測(cè)控制系統(tǒng)，可以使用可編程控制器采集信號(hào)，并發(fā)揮控制作用。例如，在電纜生產(chǎn)線的檢測(cè)控制系統(tǒng)中，可編程控制器作為下位機(jī)，控制各種電機(jī)和風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、速度調(diào)控，控制器讀取各控制點(diǎn)的信息，然后將狀態(tài)輸入到計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)控制可編程控制器與其他設(shè)備的信息，通過圖表方式顯示，操作者便能夠?qū)ιa(chǎn)線的狀態(tài)一目了然。

4 結(jié)論

隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，系統(tǒng)控制水平不斷提高。PLC技術(shù)的應(yīng)用具有多方面的優(yōu)勢(shì)，可編程控制器體積小，操作靈活方便，抗干擾能力強(qiáng)，是安全生產(chǎn)、提高工作效率的有力武器。今后PLC技術(shù)還將在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮作用，企業(yè)應(yīng)關(guān)注PLC技術(shù)與其他技術(shù)的融合，從而不斷改進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)線，提高生產(chǎn)技術(shù)水平。

[1]劉建華，張靜之.PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在自動(dòng)生產(chǎn)線上的應(yīng)用[J].長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011(2).

[2]周紅梅.自動(dòng)化生產(chǎn)線自動(dòng)上料站的PLC控制[J].科技資訊，2012(7).