機(jī)械自動(dòng)化控制中PLC 技術(shù)的應(yīng)用研究

楊 濤

（重慶科技學(xué)院，重慶 401331）

機(jī)械自動(dòng)化控制在我國工業(yè)水平不斷提高的背景下得到了廣泛運(yùn)用，其不但提高了工業(yè)生產(chǎn)效率，還在提升經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。如今，傳統(tǒng)的機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)不僅無法能滿足時(shí)代發(fā)展的需求，而且對(duì)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展起到了阻礙作用，因此，開展機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng)創(chuàng)新升級(jí)工作刻不容緩。為此，相關(guān)技術(shù)人員將PLC 技術(shù)與機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng)相結(jié)合，不但充分發(fā)揮了PLC 技術(shù)操作快捷、功能廣泛、靈活穩(wěn)定等的優(yōu)勢，還從根本上改進(jìn)了機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)作方式，在提高機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)效率的同時(shí)提高了工業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，因此，PLC 技術(shù)和機(jī)械自動(dòng)化控制的結(jié)合對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展而言有巨大的效用和價(jià)值。但根據(jù)實(shí)際情況來看，PLC 技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化控制中的應(yīng)用還存在諸多不科學(xué)、不合理的現(xiàn)象，加強(qiáng)對(duì)這兩者關(guān)系的研究十分有必要。

1 PLC 技術(shù)概述

PLC 技術(shù)是機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)的“大腦”，其實(shí)質(zhì)上就是以有邏輯、可編輯的機(jī)械控制指令替代復(fù)雜、煩瑣的人工控制，使機(jī)械設(shè)備能夠根據(jù)指令自動(dòng)完成相關(guān)操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確化、科學(xué)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(yīng)用PLC 技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的控制，其在節(jié)約人力、物力資源的同時(shí)提高了自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行效率。同時(shí)，PLC 技術(shù)的應(yīng)用可以有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)機(jī)械控制系統(tǒng)中存在的不足，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率并滿足我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要。此外，PLC 技術(shù)因其操作簡便快捷、占據(jù)空間小以及功能效用多等特點(diǎn)被各種設(shè)備所應(yīng)用。在機(jī)械設(shè)備的實(shí)際運(yùn)作過程中，PLC 技術(shù)可以根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及時(shí)調(diào)整操作，提高整個(gè)生產(chǎn)線監(jiān)控水平的同時(shí)降低設(shè)備故障發(fā)生率。但我國機(jī)械自動(dòng)化控制中PLC 技術(shù)的應(yīng)用尚未成熟，還需在實(shí)踐中尋找潛在的優(yōu)勢和不足，不斷提高PLC 技術(shù)的科學(xué)性、可靠性，為機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化升級(jí)提供堅(jiān)實(shí)保障。

2 機(jī)械自動(dòng)化控制中的PLC 技術(shù)優(yōu)勢與特點(diǎn)

2.1 操作簡便快捷

PLC 技術(shù)之所以能夠被廣泛應(yīng)用于機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)，是因?yàn)槠洳僮骱啽憧旖?、使用靈活有效?？刂葡到y(tǒng)的發(fā)展過程中，傳統(tǒng)的機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)復(fù)雜、落后，嚴(yán)重消耗人力、物力資源的同時(shí)，降低了設(shè)備的運(yùn)行效率。PLC 技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用則極大地改善了這種情況，其簡便靈活的特性不但將煩瑣的工作任務(wù)流程進(jìn)行合理優(yōu)化，還在解放生產(chǎn)力的同時(shí)提升相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。除此之外，PLC 技術(shù)的應(yīng)用使員工不必進(jìn)行過多煩瑣的操作，只需用眼觀察，即可通過該技術(shù)對(duì)相關(guān)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，在增強(qiáng)操作精確性的同時(shí)提高生產(chǎn)效率，也使整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)運(yùn)行更具規(guī)范性、科學(xué)性[1]。

2.2 功能效用廣泛

與傳統(tǒng)的控制技術(shù)相比，PLC 技術(shù)具有更加廣泛的功能效用。在實(shí)際應(yīng)用過程中，生產(chǎn)人員可以通過PLC 技術(shù)收集、整理自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息的分析結(jié)果可以被作為機(jī)械設(shè)備改進(jìn)升級(jí)的重要依據(jù)。同時(shí)，PLC 技術(shù)的文本傳輸和圖像采集功能也是傳統(tǒng)技術(shù)不具備的，生產(chǎn)人員可以根據(jù)傳輸回來的文本和圖像實(shí)時(shí)掌控機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行情況，并據(jù)此及時(shí)調(diào)整機(jī)械設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)更好的生產(chǎn)運(yùn)作。此外，機(jī)械自動(dòng)化控制設(shè)備在生產(chǎn)過程中可能會(huì)受外部因素的干擾，而將PLC 技術(shù)應(yīng)用其中可以有效地減少干擾情況并提升穩(wěn)定性，使得整個(gè)生產(chǎn)線有序運(yùn)行。

3 機(jī)械自動(dòng)化控制中PLC 技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 控制變量中的應(yīng)用

變量控制是機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)中一個(gè)極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行過程中，變量的出現(xiàn)是不可避免的且相對(duì)而言較難控制，一旦出現(xiàn)控制失誤就會(huì)直接影響自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率，還會(huì)在導(dǎo)致生產(chǎn)停滯的同時(shí)大幅度降低產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。在機(jī)械自動(dòng)化控制中合理應(yīng)用PLC 技術(shù)，則可以實(shí)現(xiàn)變量控制與預(yù)估，提高機(jī)械操作效率，確保各變量之間的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)更為精確，進(jìn)而為整個(gè)機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定有序運(yùn)行提供技術(shù)保障[2]。

3.2 閉環(huán)控制中的應(yīng)用

閉環(huán)控制系統(tǒng)在機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備特別是泵類設(shè)備中應(yīng)用得較為廣泛。對(duì)于泵送系統(tǒng)，其對(duì)密封的要求度非常高，大多數(shù)泵送系統(tǒng)只能在嚴(yán)格密封的條件下運(yùn)行。傳統(tǒng)的泵類設(shè)備使用分布式閉環(huán)控制系統(tǒng)，每個(gè)機(jī)械泵送設(shè)備都設(shè)有獨(dú)立的密封結(jié)構(gòu)，但這種方式會(huì)讓泵送系統(tǒng)復(fù)雜化，使其后續(xù)維修不便，且增加生產(chǎn)成本的投入，而PLC 技術(shù)的運(yùn)用很好地避免了上述問題的發(fā)生。PLC 技術(shù)可以將所有的泵類設(shè)備連接到一起，同時(shí)將所有閉環(huán)控制數(shù)據(jù)集成起來，以實(shí)現(xiàn)整條生產(chǎn)線的密封數(shù)據(jù)共享。任何一個(gè)泵類設(shè)備出現(xiàn)密封問題或者任何一個(gè)閉環(huán)控制失效，機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)會(huì)在第一時(shí)間獲知情況并及時(shí)控制設(shè)備停止運(yùn)行。此外，PLC 技術(shù)還具有分析閉環(huán)控制系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的功能，如系統(tǒng)壓力參數(shù)、運(yùn)行時(shí)間參數(shù)等，工作人員可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)判斷設(shè)備是否存在超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)問題，一旦存在，就必須及時(shí)關(guān)停設(shè)備并開展進(jìn)一步的檢查[3]。

3.3 邏輯開關(guān)中的應(yīng)用

控制不同生產(chǎn)設(shè)備啟停是機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本任務(wù)，自動(dòng)化生產(chǎn)對(duì)開關(guān)控制器的控制精度要求很高，因此為保證機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行軌跡的精度，就必須建立邏輯開關(guān)控制系統(tǒng)，以此避免控制不準(zhǔn)、生產(chǎn)誤差等一系列問題。以往的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備邏輯開關(guān)控制系統(tǒng)主要是通過預(yù)設(shè)形式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，但這種辦法過于簡單且不具備實(shí)時(shí)調(diào)整的功能，不能很好地滿足生產(chǎn)設(shè)備啟停要求[4]。同時(shí)，早期的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行過程極易受到溫度、振動(dòng)以及人為干擾，可能直接導(dǎo)致邏輯開關(guān)控制系統(tǒng)失效，將整條生產(chǎn)線置于危險(xiǎn)之中。PLC 技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化控制設(shè)備中的應(yīng)用極大程度地革新了邏輯開關(guān)控制系統(tǒng)，其強(qiáng)大的實(shí)時(shí)監(jiān)測能力、邏輯運(yùn)算能力以及科學(xué)調(diào)整能力很好地契合了邏輯開關(guān)控制系統(tǒng)升級(jí)的需要。在實(shí)際運(yùn)行過程中，PLC 技術(shù)可以根據(jù)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況實(shí)時(shí)調(diào)整邏輯開關(guān)量，同時(shí)其內(nèi)部有抗干擾設(shè)計(jì)，如磁環(huán)和屏蔽絞線能很好地抵抗外部各類因素的干擾。

3.4 順序控制中的應(yīng)用

隨著產(chǎn)品工藝的復(fù)雜度不斷提升，機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)流程的順序顯得至關(guān)重要。機(jī)械設(shè)備在工作過程中需要按預(yù)定步驟完成生產(chǎn)，且對(duì)生產(chǎn)過程的各個(gè)階段都有嚴(yán)格的順序要求[5]。以往的機(jī)械自動(dòng)化順序控制主要以產(chǎn)品的生產(chǎn)順序?yàn)榛鶞?zhǔn)，但根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況來看，產(chǎn)品生產(chǎn)流程較為固化且難以調(diào)整，使機(jī)械自動(dòng)化順序控制無所適從。例如，某一機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備在生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)故障，且機(jī)械自動(dòng)化順序控制系統(tǒng)無法做出實(shí)時(shí)調(diào)整，整條生產(chǎn)線在缺少生產(chǎn)步驟的情況下繼續(xù)運(yùn)作，會(huì)使生產(chǎn)出的產(chǎn)品存在殘缺，進(jìn)而對(duì)成本資源以及生產(chǎn)效率都產(chǎn)生了不利影響。在機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC 技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)順序適時(shí)調(diào)控。PLC 技術(shù)強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算功能可以對(duì)整條生產(chǎn)線進(jìn)行全面檢測，當(dāng)檢測到設(shè)備故障時(shí)，可以嘗試在不中斷生產(chǎn)的情況實(shí)時(shí)調(diào)整機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，如果這種調(diào)試方式不能使生產(chǎn)線恢復(fù)正常運(yùn)行，PLC 技術(shù)就會(huì)對(duì)機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行全局控制，及時(shí)調(diào)整設(shè)備流程、變更運(yùn)行順序、替換操作功能，以解決個(gè)別故障引起的生產(chǎn)線停滯問題。

4 機(jī)械自動(dòng)化控制中PLC 技術(shù)的未來發(fā)展前景

在我國改革開放的不斷深化和科技興國的不斷助推下，大量的先進(jìn)技術(shù)被引入了機(jī)械生產(chǎn)各領(lǐng)域，工業(yè)水平和制造業(yè)水平也因此實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍[6]。從PLC 技術(shù)的角度來看，其在機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用不僅促進(jìn)機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)效率大幅提升，還使自身技術(shù)優(yōu)勢發(fā)揮得淋漓盡致，PLC 技術(shù)和機(jī)械自動(dòng)化控制的相互融合實(shí)現(xiàn)了互惠互利。在機(jī)械自動(dòng)化控制的未來發(fā)展過程中，應(yīng)建立PLC 技術(shù)和機(jī)械自動(dòng)化控制的良性互動(dòng)機(jī)制，讓PLC 技術(shù)科學(xué)、合理地應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)之中。此外，還要在實(shí)踐應(yīng)用中繼續(xù)尋找發(fā)展中的內(nèi)在問題和缺陷，不斷調(diào)整PLC 技術(shù)的應(yīng)用模式以適應(yīng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，使PLC 技術(shù)朝著智能化、科學(xué)化控制方向發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和社會(huì)主義現(xiàn)代化國家的建設(shè)添磚加瓦。

5 結(jié)束語

綜上所述，在機(jī)械自動(dòng)化控制中應(yīng)用PLC 技術(shù)可以很好地提高機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)效率和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)這兩者的相互融合也對(duì)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。在未來工作過程中，相關(guān)領(lǐng)域工作人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)PLC 技術(shù)的重視和應(yīng)用，通過調(diào)查研究、制訂方案、科學(xué)應(yīng)用、總結(jié)提升等形式，進(jìn)一步提高機(jī)械自動(dòng)化控制中的PLC 技術(shù)應(yīng)用水平，促使我國工業(yè)發(fā)展邁上新的臺(tái)階。