基于機(jī)械裝置中PLC的實(shí)踐現(xiàn)狀分析

付恩洪 王博 周卿 劉汝洋

摘要：PLC自發(fā)展半個(gè)世紀(jì)以來，從最初實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的切換計(jì)算到今天，PLC具有越來越強(qiáng)的仿真處理能力和實(shí)時(shí)控制能力。一方面，隨著PLC向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，PLC不再是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，而是一個(gè)開放的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了與上位計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的互聯(lián)。另一方面，隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，安裝在智能設(shè)備上的各種儀表、傳感器和智能驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以相互傳遞信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。目前，PLC廣泛應(yīng)用于機(jī)電控制設(shè)備中，不僅提高了機(jī)電控制設(shè)備的效率，而且為企業(yè)的發(fā)展帶來了更多的經(jīng)濟(jì)效益?；诖耍疚姆治隽薖LC技術(shù)在機(jī)械設(shè)備和智能電器中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC;自動(dòng)化技術(shù);智能設(shè)備

引言：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步，各個(gè)領(lǐng)域的現(xiàn)代設(shè)備越來越智能化、自動(dòng)化。這些因素直接推動(dòng)了PLC技術(shù)向通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。向模塊化、智能化發(fā)展;向編程語言的多樣性邁進(jìn)。

一、PLC技術(shù)概述

PLC技術(shù)又稱可編程邏輯控制器，由存儲(chǔ)器、CPU、輸入輸出接口、外圍編程器和電源組成?？煽啃愿?，抗干擾能力強(qiáng);簡(jiǎn)單編程、面向用戶和面向站點(diǎn)的梯形圖語言;強(qiáng)大的控制能力和許多其他優(yōu)勢(shì)。它的價(jià)值在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域得到了充分的體現(xiàn)，特別是在工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制中，更能體現(xiàn)實(shí)際效果。PLC技術(shù)的應(yīng)用過程涉及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)。

二、PLC技術(shù)的應(yīng)用范圍

（1）順序邏輯控制

（2）隨著現(xiàn)代高層建筑的廣泛建設(shè)，對(duì)垂直電梯的需求也在迅速增長(zhǎng)。目前，電梯控制分為三類：中繼控制系統(tǒng);PLC控制系統(tǒng)：微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)由于可靠性差、控制方式不靈活、功耗高而逐漸被淘汰。雖然MCU控制系統(tǒng)在智能控制方面表現(xiàn)突出，但其抗干擾能力較差。同時(shí)，底層維護(hù)人員不易掌握控制過程，因此并未得到廣泛應(yīng)用。PLC恰恰克服了上述兩種系統(tǒng)的缺點(diǎn)，因此在電梯控制中得到了廣泛的應(yīng)用。

（3）閉環(huán)控制

閉環(huán)控制廣泛應(yīng)用于溫度、壓力、濕度連續(xù)變化的模擬控制。PID控制算法通過A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換裝置計(jì)算出模擬量與數(shù)字量之間的正確輸出。過程控制出現(xiàn)變量偏差時(shí)，設(shè)定變量保持在設(shè)定值a。過程控制已廣泛應(yīng)用于工業(yè)數(shù)控機(jī)床和現(xiàn)代智能農(nóng)業(yè)中。

（4）通信與聯(lián)網(wǎng)

隨著現(xiàn)代總線技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，PC機(jī)與PLC、PLC與PC機(jī)、PLC與PC機(jī)之間的通信變得越來越簡(jiǎn)單。同時(shí)，近年來，隨著智能存儲(chǔ)和智能制造的發(fā)展，PLC實(shí)現(xiàn)了“集中管理、分散控制”的離散分布式控制。

三、PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床和空調(diào)中的實(shí)踐應(yīng)用

1、數(shù)控機(jī)床PLC換刀實(shí)例：回轉(zhuǎn)刀架是數(shù)控機(jī)床中故障率最高的零件之一。普通數(shù)控車床的換刀過程一般為：在機(jī)床系統(tǒng)中選擇刀號(hào)，發(fā)出換刀指令，電機(jī)接到換刀指令后向前或向后旋轉(zhuǎn)，通過減速器和蝸桿傳動(dòng)將刀架驅(qū)動(dòng)到相應(yīng)位置，更換刀具。在此過程中，操作人員可以利用PLC梯形圖，分析邏輯關(guān)系，快速查找故障位置，然后排除故障。

2、PLC在空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用：空調(diào)的節(jié)能主要是基于變流量冷凍水系統(tǒng)的溫度控制方法?？照{(diào)利用溫度傳感器采集水和回水的溫度信息，通過A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，然后計(jì)算水和回水的溫差，并將計(jì)算結(jié)果與預(yù)設(shè)溫度進(jìn)行比較。如果供水溫度與回水溫度相差較大，則室內(nèi)溫度較高。此時(shí)，應(yīng)加快制冷泵的運(yùn)行速度，以提高傳熱速率。如果供水溫度與出水溫度相差較大，則表明室內(nèi)溫度較低。此時(shí)，應(yīng)降低泵的轉(zhuǎn)速以節(jié)約能源。

四、結(jié)語

綜上所述，PLC技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中國(guó)工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。其抗干擾能力強(qiáng)、可操作性強(qiáng)、可靠性高是其廣泛應(yīng)用的原因之一。同時(shí)，在智能制造和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，PLC發(fā)揮著不可替代的作用。有理由相信，PLC的應(yīng)用未來將向高集成度、小體積、高速度、高性能的方向發(fā)展。它將為工業(yè)生產(chǎn)帶來更多的便利，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：付恩洪（1998-），男，漢，四川省自貢市，本科，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

王博（1999-），男，漢，四川省仁壽縣，本科，研究方向：電力系統(tǒng)

周卿（2000-），男，漢，四川省合江縣，本科，研究方向：自動(dòng)化

劉汝洋（2000-），女，漢，四川省眉山市，本科，研究方向：自動(dòng)化