機(jī)械工程與自動(dòng)化中PLC技術(shù)的應(yīng)用

黃建民

摘要：PLC技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)機(jī)電控制技術(shù)之間的橋梁，運(yùn)用該技術(shù)避免了傳統(tǒng)機(jī)電控制系統(tǒng)的構(gòu)造復(fù)雜、可靠性差、能耗高等劣勢(shì)，利用計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算能力，靈活處理和分析現(xiàn)場(chǎng)工作的生產(chǎn)情況，并對(duì)生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠簡(jiǎn)單易行地實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)操作過程，降低了人員的使用門檻。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程;自動(dòng)化;PLC技術(shù);應(yīng)用

1? PLC技術(shù)概述

PLC是在傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)基礎(chǔ)上改造而來的，通過微處理器的應(yīng)用，有效地避免了該技術(shù)高耗低能的缺點(diǎn)，且無需專門的計(jì)算機(jī)編程語言，指令形式簡(jiǎn)單，易于調(diào)試，可發(fā)展空間大，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械工程電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。此外，PLC的存儲(chǔ)區(qū)是可編程的，可根據(jù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的指令信息，完成相應(yīng)的邏輯計(jì)算，而其中的控制器可進(jìn)行多次掃描，并將掃描結(jié)果傳輸給執(zhí)行模塊，由中央處理器循環(huán)性的執(zhí)行程序。應(yīng)用PLC技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，僅有輸入、輸出兩類接線端口，通過調(diào)整存儲(chǔ)器程序來實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。

隨著工業(yè)需求的變化，PLC技術(shù)體系正在不斷不完善，例如說基礎(chǔ)性能的增強(qiáng)，抗干擾是PLC控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)性能，人們發(fā)現(xiàn)使用隔離變壓器屏蔽干擾源，或?qū)C濾波電路設(shè)置在電源處，均能夠有效提升該系統(tǒng)的抗干擾能力，繼而避免因?yàn)殡姶艌?chǎng)等的干擾影響指令的傳達(dá)執(zhí)行。

2? PLC技術(shù)的特點(diǎn)

PLC技術(shù)涵蓋了過程控制、位置控制、生產(chǎn)監(jiān)控、順序控制和生產(chǎn)管理等多項(xiàng)生產(chǎn)過程，通過控制設(shè)備和PLC處理核心的信息交流達(dá)到完成設(shè)備的復(fù)雜操控，對(duì)于目前的信息交流最主要的是維持信息交流的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。相對(duì)于其他的技術(shù)而言，目前的PLC技術(shù)仍是進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞和共享最穩(wěn)定的方式。PLC技術(shù)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，使用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。PLC設(shè)備生產(chǎn)商為保證PLC技術(shù)的推廣和用戶使用的便利性，定制了標(biāo)準(zhǔn)化的國(guó)際通信協(xié)議，使得市場(chǎng)中各種不同品牌的PLC設(shè)備能夠相互替代，方便了用戶的維修保養(yǎng)，同時(shí)也提高了PLC產(chǎn)品的市場(chǎng)開放程度。第二，現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC接口的契合度極高幾乎所有的PLC生產(chǎn)商都進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線的生產(chǎn)，并在市場(chǎng)中得到廣泛流通。像DeviceNet、Profibus、AS-I總線集中總線已經(jīng)在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。這些標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)場(chǎng)總線保證了其余PLC接口的契合度的高度一致，從而提高了通信的穩(wěn)定性。第三，程序算法逐漸簡(jiǎn)化PLC生產(chǎn)商為減輕用戶的使用難度，專門設(shè)計(jì)了連接計(jì)算機(jī)和PLC設(shè)備的通信軟件，將復(fù)雜的程序進(jìn)行翻譯，減少了用戶使用過程耗費(fèi)的時(shí)間，同時(shí)也使得對(duì)PLC的使用人員的專業(yè)素質(zhì)要求降低，提高了PLC設(shè)備的易用度。

3? PLC技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

受傳統(tǒng)經(jīng)營(yíng)管理模式的影響，PLC技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用效率較低，加上機(jī)械制造業(yè)發(fā)展速度較慢、管理人才缺乏、技術(shù)水平較低，使得PLC技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用受到了嚴(yán)重限制，導(dǎo)致工程生產(chǎn)效率低下。另外，PLC技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域中的應(yīng)用還存在一些技術(shù)缺陷，突出表現(xiàn)為機(jī)械設(shè)計(jì)生硬，缺乏技術(shù)創(chuàng)新等，在很大程度上影響了企業(yè)PLC的自動(dòng)化生產(chǎn)。

4PLC技術(shù)在機(jī)械工程的應(yīng)用

4.1生產(chǎn)自動(dòng)化控制

4.1.1柔性自動(dòng)化技術(shù)

柔性自動(dòng)化技術(shù)是PLC技術(shù)中常用的技術(shù)，這種新興技術(shù)主要是基于計(jì)算機(jī)信息技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。在應(yīng)用時(shí)，不僅有助于實(shí)現(xiàn)操作技術(shù)自動(dòng)化，而且還可以在確定加工目標(biāo)前提下實(shí)施智能操作?，F(xiàn)階段，柔性技術(shù)作為機(jī)械工程中重要的技術(shù)類型，結(jié)合了信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)設(shè)備和機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)，提高了機(jī)械工程設(shè)備的優(yōu)越性，對(duì)機(jī)械制造工業(yè)的進(jìn)步有著重要的意義。既可以在很大程度上提高生產(chǎn)的數(shù)量、質(zhì)量和效率，又可以降低產(chǎn)成本，幫助企業(yè)獲得更多的產(chǎn)品效益。

4.1.2集成自動(dòng)化技術(shù)

集成技術(shù)主要是指對(duì)現(xiàn)階段使用的信息技術(shù)進(jìn)行不斷改進(jìn)，提高機(jī)械制造的具體化，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造中各種相關(guān)技術(shù)與信息高效集成，促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)擴(kuò)大，增強(qiáng)設(shè)備的集成能力。這也是集成技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在，使得技術(shù)在機(jī)械工程應(yīng)用中更具普遍性。另外，由于集成技術(shù)包含很多方面，如數(shù)據(jù)庫(kù)集成、工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和質(zhì)量系統(tǒng)工程等。在這些方面，集成技術(shù)都可以發(fā)揮一定的優(yōu)勢(shì)，但是現(xiàn)階段集成自動(dòng)化技術(shù)主要應(yīng)用于機(jī)械工程領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)和控制中。

4.1.3智能自動(dòng)化技術(shù)

智能自動(dòng)化技術(shù)是指對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工智能等技術(shù)實(shí)施過程模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)化分析和采集。這一技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，既提高了機(jī)械智能化的操作水平，又推動(dòng)了集成化自動(dòng)化控制技術(shù)完善。將其應(yīng)用在機(jī)械工程，集中技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，可以將人工智能技術(shù)融入到機(jī)械制造過程中，既提高了對(duì)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程的自動(dòng)化監(jiān)控，又降低了人力成本的使用，減少了企業(yè)的人力資本投入。另外，利用智能技術(shù)識(shí)別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信息，不僅可以在識(shí)別過程中保證智能技術(shù)的適應(yīng)能力，而且還可以及時(shí)、快速解決各種突發(fā)事件，提高機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

4.2控制邏輯運(yùn)算

將PLC技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械工程自動(dòng)化生產(chǎn)和控制中時(shí)，可以將相應(yīng)的技術(shù)裝置視為二進(jìn)制開關(guān)，然后利用適合的邏輯運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械工程生產(chǎn)中應(yīng)用設(shè)備的精確的控制。同時(shí)，將PLC技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械自動(dòng)化工程生產(chǎn)中，可以借助開關(guān)量大小和數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)的有效控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算控制，提高機(jī)械設(shè)備應(yīng)用效率。另外，由于使用PLC技術(shù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算控制時(shí)，這一技術(shù)還具備收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)的功能，使得PLC技術(shù)可以廣泛應(yīng)用在金屬冶煉、食品加工等制造工業(yè)中。

4.3遠(yuǎn)程通信控制和系統(tǒng)控制

PLC技術(shù)有著廣泛的使用空間，可以應(yīng)用在很多的領(lǐng)域中，其中遠(yuǎn)程通信控制與系統(tǒng)控制就是應(yīng)用的重點(diǎn)方向之一。在實(shí)際應(yīng)用中，既改變了原有的生產(chǎn)控制模式，提高了生產(chǎn)的效率，又進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制。從遠(yuǎn)程控制方面而言，將PLC技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)備中，可以及時(shí)、有效地感知到設(shè)備運(yùn)行中存在的問題，并借助一定的邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障問題報(bào)警，提醒相關(guān)人員及時(shí)進(jìn)行處理，促進(jìn)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而從系統(tǒng)控制方面而言，PLC技術(shù)的應(yīng)用便于及時(shí)對(duì)存在的問題進(jìn)行處理，提高了對(duì)設(shè)備的維護(hù)和保護(hù)力度。

5? PLC自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展前景

在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，機(jī)械制造技術(shù)將會(huì)迎來更加廣闊的發(fā)展前景，加上人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提升，為了滿足人們的產(chǎn)品需求，相關(guān)人員需要采取有效措施不斷改進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的工程技術(shù)形式，從而在最大程度上降低勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升產(chǎn)品質(zhì)量。以供水系統(tǒng)發(fā)展實(shí)際情況來看，PLC技術(shù)在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用能通過變頻調(diào)速控制方式來對(duì)水壓進(jìn)行合理把控?；赑LC技術(shù)控制下的變頻調(diào)速供水系統(tǒng)還能根據(jù)實(shí)際需要來調(diào)節(jié)水資源的消耗，在確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)減少資源、能源的消耗。

結(jié)束語：在生產(chǎn)制造行業(yè)中，電氣機(jī)械已逐步代替了人工，在能源的驅(qū)動(dòng)下為社會(huì)不斷創(chuàng)造豐富的物資，而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，人們開始研究機(jī)械工程及其自動(dòng)化控制，以期降低人工運(yùn)營(yíng)成本，提高工業(yè)制造效率。電氣自動(dòng)化技術(shù)由自動(dòng)化軟件、硬件以及系統(tǒng)這三個(gè)組成部分，其核心技術(shù)為PLC技術(shù)，通過開關(guān)控制和順序控制等多種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)電氣機(jī)械工程的自動(dòng)控制調(diào)配。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊新順.機(jī)械工程與自動(dòng)化中PLC技術(shù)的應(yīng)用探討[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2018，45（08）：57.

[2]馬梓宸.機(jī)械工程與自動(dòng)化中PLC技術(shù)的應(yīng)用[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2016，6（23）：89-90.

[3]張錦芳.機(jī)械工程與自動(dòng)化中PLC技術(shù)的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（10）：103-104.

[4]王新明.機(jī)械工程與自動(dòng)化中PLC技術(shù)的應(yīng)用[J].門窗，2014（09）：440.

[5]黃立濤.淺議機(jī)械工程與自動(dòng)化中PLC技術(shù)的重要性[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（01）：107.