PLC在機械自動化中的應(yīng)用

摘 要：近年來我國機械自動化發(fā)展的過程中，PLC受到廣泛的應(yīng)用，不僅可以有效進行機械自動化控制程序的設(shè)計，還能通過測試增強程序的準確性和穩(wěn)定性，具有一定的應(yīng)用價值，是機械自動化發(fā)展過程中必不可少的技術(shù)?；诖?，本文研究PLC技術(shù)，分析在機械自動化中應(yīng)用的價值，提出幾點應(yīng)用建議措施，旨在為增強PLC在機械自動化中的應(yīng)用效果而提供幫助。

關(guān)鍵詞：PLC 機械自動化 應(yīng)用

Abstract：In the process of the development of machinery automation in China in recent years， PLC has been widely used. It can not only effectively design the mechanical automation control program， but also enhance the accuracy and stability of the program through testing. It has certain application value， and is an indispensable technology in the development of automation. Based on this， this paper studies PLC technology， analyzes the value of its application in mechanical automation， and puts forward some application suggestions， aiming to provide help for enhancing the application effect of PLC in mechanical automation.

Key words：PLC， mechanical automation， application

PLC又被稱作是邏輯控制器，將各種類型的可編程邏輯控制技術(shù)高度集成，是現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展過程中用作提升產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率的技術(shù)，將其用在機械自動化領(lǐng)域中，不僅能夠提升產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率，還能進行機械自動化的高精密控制，因此在機械自動化發(fā)展的過程中，應(yīng)重視PLC技術(shù)的應(yīng)用，增強機械自動化控制精確度、可靠性，為機械自動化技術(shù)良好發(fā)展夯實基礎(chǔ)。

1 PLC技術(shù)分析

我國工業(yè)行業(yè)發(fā)展的過程中，機電一體化成為重要的趨勢，PLC技術(shù)也由此應(yīng)運而生，該技術(shù)主要是將信息技術(shù)作為基礎(chǔ)的可編程控制器，不僅可以促使生產(chǎn)工作安全性的提升，還能推動企業(yè)經(jīng)濟效益的發(fā)展。從實際情況而言，PLC技術(shù)是將傳統(tǒng)控制系統(tǒng)作為載體，高度融合各種信息技術(shù)和可編輯邏輯控制技術(shù)，具有以下幾點功能：其一，數(shù)據(jù)信息的采集功能。PLC技術(shù)進行數(shù)據(jù)信息的采集，主要是通過整體機械設(shè)備的掃描處理，將所掃描的設(shè)備數(shù)據(jù)信息存儲到系統(tǒng)內(nèi)部，便于有效完成測量工作和計算工作，之后，在PLC中原本所存儲的參數(shù)信息，就會正確運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)變成為相關(guān)的趨勢，最終向外輸出;其二，程序執(zhí)行的功能。PLC技術(shù)在應(yīng)用的過程中具備一定的可視性特點，在進行程序掃描之后可以將所有的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變成為圖像，同時在數(shù)據(jù)信息存儲之后還能統(tǒng)一集中處理，待機械設(shè)備完成運行以后，系統(tǒng)就會將RAM設(shè)置在合理的位置管理和應(yīng)用;其三，輸出刷新的功能。PLC系統(tǒng)內(nèi)部本身存在二段CPU的部分，可以全面控制有關(guān)的操作指令，對映像區(qū)域范圍之內(nèi)的數(shù)據(jù)信息進行處理，確保各類數(shù)據(jù)信息的可靠性運用。

2 PLC技術(shù)在機械自動化中應(yīng)用的原理和價值

2.1 應(yīng)用原理

機械自動化中采用PLC技術(shù)，具體的原理表現(xiàn)為以下幾點：其一，輸入采樣。機械自動化發(fā)展期間，技術(shù)工作人員可以使用PLC技術(shù)進行機械狀態(tài)數(shù)據(jù)信息的掃描和輸入，將數(shù)據(jù)信息存儲在I/O圖像區(qū)域模塊之內(nèi)，完成輸入采樣操作之后，進入到相關(guān)的數(shù)據(jù)輸出，刷新功能模塊和程序執(zhí)行模塊內(nèi)，更改圖像區(qū)域單元狀態(tài)，數(shù)據(jù)信息和輸入狀態(tài);其二，用戶程序的運行。PLC技術(shù)能夠進行全方位的數(shù)據(jù)信息掃描、邏輯運算等，按照具體的運算結(jié)果進行邏輯線圈的刷新處理。結(jié)合系統(tǒng)所存儲數(shù)據(jù)信息的情況、I/O線圈的情況等，明確是不是要執(zhí)行梯形圖之內(nèi)的特殊指令，從而促使機械設(shè)備的良好運行，發(fā)揮PLC技術(shù)的應(yīng)用價值;其三，輸出刷新。PLC技術(shù)在機械自動化中的應(yīng)用，輸出刷新屬于最后的編程步驟，系統(tǒng)之內(nèi)的中央處理模塊，可以結(jié)合I/O圖像的數(shù)據(jù)信息狀況，對輸出鎖存電路進行刷新處理，之后通過外圍控制的措施，進行機械設(shè)備的控制。

2.2 應(yīng)用價值

機械自動化發(fā)展的過程中采用現(xiàn)代化的PLC技術(shù)，具有一定的技術(shù)優(yōu)勢和價值，主要表現(xiàn)為以下幾點：其一，PLC技術(shù)發(fā)展的過程中，多數(shù)系統(tǒng)都能提供不同系統(tǒng)之間編程語言相互翻譯的支持，用戶在應(yīng)用新系統(tǒng)之前無需進行特定性語言的學(xué)習(xí)，語言代碼的編寫也不會受到用戶編寫的熟練程度所影響，只需要利用軟件中的翻譯功能，就能夠進行編程語言的轉(zhuǎn)換，通過PLC技術(shù)自動化進行編程。由此可見，將PLC技術(shù)運用到我國的機械自動化發(fā)展領(lǐng)域中，可以降低語言編程的難度，增強系統(tǒng)安裝和應(yīng)用的便利性，縮短系統(tǒng)應(yīng)用、執(zhí)行的時間周期，提升系統(tǒng)應(yīng)用的效率;其二，PLC技術(shù)具有實用性的特點，對機械自動化控制系統(tǒng)的適應(yīng)性要求很低，只需根據(jù)邏輯編程控制器的應(yīng)用標準進行系統(tǒng)的安裝，即可確保能夠有效進行機械自動化控制;其三，PLC相關(guān)設(shè)備中電子電路具有高度集成化的特點，整體結(jié)構(gòu)的體積很小，安裝尺寸通常在10厘米之內(nèi)，并且可以將焦點控制在150克重量之內(nèi)，能夠為機電一體化的發(fā)展提供保障，同時還能降低能源的消耗量，減少應(yīng)用成本[1]。

3 PLC技術(shù)在機械自動化中的應(yīng)用措施

3.1 完善數(shù)據(jù)處理和通信功能

為增強機械自動化中PLC技術(shù)的應(yīng)用效果，應(yīng)重點完善機械自動化生產(chǎn)過程中PLC技術(shù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理功能和通信功能，確保能夠借助PLC技術(shù)促使機械自動化的良好發(fā)展。

（1）完善數(shù)據(jù)處理的功能。機械自動化生產(chǎn)期間應(yīng)借助PLC技術(shù)本身具備的數(shù)據(jù)運算功能，按照所監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息和信號等作出運算，合理進行矩陣類型、函數(shù)類型和邏輯類型的運算，之后通過數(shù)據(jù)傳輸處理、轉(zhuǎn)換處理、排序處理的方式，對運算的數(shù)據(jù)信息進行采集分析和處置，將其與存儲器之內(nèi)的參考數(shù)據(jù)值相互對比，便于完成相應(yīng)的控制任務(wù)。同時也可通過通信系統(tǒng)將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)街悄芑O(shè)備中，進一步提高數(shù)據(jù)信息處理的效果。需要注意的是，應(yīng)采用柔性制造無人控制系統(tǒng)等各類大型控制系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)處理的操作，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)車間的各類生產(chǎn)需求，實時性監(jiān)控和監(jiān)測機械設(shè)備的運行狀態(tài)，按照設(shè)備的工作標準進行處理，使得車間范圍之內(nèi)的機械設(shè)備都能按照標準化的要求運作，統(tǒng)一集中控制整個車間的機械設(shè)備。另外，一旦機械設(shè)備出現(xiàn)故障問題，就要通過PLC技術(shù)全面采集和分析處理各種類型的故障數(shù)據(jù)信息，啟動報警系統(tǒng)，使得機械設(shè)備管理工作人員按照報警信息進行設(shè)備的檢修和維護[2]。

（2）完善通信功能。近年來，我國網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)快速發(fā)展和進步的過程中，PLC技術(shù)的應(yīng)用也開始重點融入通信傳輸控制的功能，借助PLC系統(tǒng)所具備的良好控制性能，使得企業(yè)的機械自動化發(fā)展期間，有效進行數(shù)據(jù)信息的網(wǎng)絡(luò)通信處理，滿足智能化發(fā)展和自動化發(fā)展的需求。因此企業(yè)在機械自動化生產(chǎn)期間，應(yīng)重點結(jié)合PLC技術(shù)的應(yīng)用特征完善技術(shù)的通信功能，通過現(xiàn)代化的通信技術(shù)提升企業(yè)機械設(shè)備的自動化水平，例如：企業(yè)機械自動化生產(chǎn)車間范圍之內(nèi)，對利用多元化的無線通信技術(shù)和有線通信技術(shù)進行車間所有設(shè)備的自動化控制，將PLC技術(shù)和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信系統(tǒng)有機整合，滿足企業(yè)對機械控制的網(wǎng)絡(luò)通信需求。

3.2 開關(guān)邏輯量的控制

機械自動化控制的過程中開關(guān)邏輯量的控制非常重要，可將傳統(tǒng)類型的繼電器控制技術(shù)作為基礎(chǔ)，利用PLC技術(shù)操作，結(jié)合機械自動化控制功能需求科學(xué)進行開關(guān)開啟狀態(tài)的設(shè)置，使得設(shè)備可以滿足各項工作計劃的需求。企業(yè)在進行開關(guān)邏輯量的控制，不僅可以運用到整體的生產(chǎn)線中，還能直接運用到特殊性的設(shè)備中，但是無論應(yīng)用在哪種控制領(lǐng)域，都必須要按照標準要求設(shè)置“0”狀態(tài)與“1”狀態(tài)，起到開關(guān)的控制作用，使得開關(guān)能夠執(zhí)行不同的工作命令。同時還需注意，借助PLC技術(shù)進行機械自動化開關(guān)邏輯量的控制，主要用作包裝類型、印刷類型的生產(chǎn)線中，或是應(yīng)用在電火花加工類型的機械設(shè)備等領(lǐng)域中，例如：在包裝生產(chǎn)線內(nèi)的應(yīng)用，可以進行機械設(shè)備動作流程的控制，使得機械設(shè)備在完成某個動作流程之后，自動化進入到下一道流程。而具體操作的過程中主要是借助現(xiàn)代化的光線檢測開關(guān)，一旦檢測到生產(chǎn)線中有機械設(shè)備通過，PLC系統(tǒng)就會自動化將下一道流程的開關(guān)變量，從之前的“0”轉(zhuǎn)變成為“1”，以此實現(xiàn)設(shè)備自動化運轉(zhuǎn)的目的。值得一提的是，在開關(guān)邏輯量控制期間，應(yīng)切實按照機械自動化生產(chǎn)和發(fā)展需求，制定完善的控制方案，預(yù)防出現(xiàn)開關(guān)邏輯量控制的不足或是問題[3]。

3.3 運動與工業(yè)過程控制

機械自動化控制期間采用PLC技術(shù)，應(yīng)重點進行運動控制和工業(yè)過程控制，發(fā)揮可編程邏輯控制器技術(shù)的作用。

（1）合理進行運動控制。從本質(zhì)層面而言運動控制指的就是運動零部件的有效控制，企業(yè)在實際工作中可以采用PLC技術(shù)，結(jié)合不同類型的運動零部件運動狀態(tài)，有效進行運動的控制，例如，通過系統(tǒng)本身帶有的控制驅(qū)動功能，達到運動零部件狀態(tài)控制的目的，同時，采用位置傳感器技術(shù)和執(zhí)行機構(gòu)等，最終完成運動零部件的控制任務(wù)，例如：數(shù)控機床零件的控制、機械手的控制等。再如：電梯機械自動化運行控制期間，一旦電梯的運動零部件運動到指定樓層的時候，邏輯編程控制器的位置檢測功能就可以將位置的信息檢測出來，根據(jù)功能的要求進行電梯運動零部件上升控制或是下降控制，達到自動化控制運動零部件運動狀態(tài)的目的[4]。

（2）合理進行工業(yè)過程控制。工業(yè)過程控制主要就是進行工業(yè)生產(chǎn)過程中過程式的變化控制，在此期間，為了能夠滿足工業(yè)過程控制方面的需求，應(yīng)對某個變化參數(shù)進行檢測，按照所設(shè)定的標準數(shù)據(jù)值執(zhí)行相關(guān)的控制動作。同時在工業(yè)生產(chǎn)期間也可以利用PLC技術(shù)完成部分控制量的檢測動作和反饋動作，使得機械設(shè)備可以順利執(zhí)行相關(guān)動作。例如：檢測液體與氣體含量的參數(shù)變量、壓力變化的參數(shù)變量等，利用數(shù)模轉(zhuǎn)換器設(shè)備等實現(xiàn)相應(yīng)的控制功能。與此同時，還需積極采用PID控制技術(shù)，實現(xiàn)閉環(huán)控制的目的，發(fā)揮現(xiàn)代化可編程邏輯控制技術(shù)的價值。另外在鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)、化工工業(yè)生產(chǎn)、冶金工業(yè)生產(chǎn)、鍋爐設(shè)備運行生產(chǎn)領(lǐng)域中，也可以采用PLC技術(shù)進行工業(yè)過程的控制，在鍋爐設(shè)備運行期間可以自動化進行鍋爐加熱水的監(jiān)測分析，如果所監(jiān)測的水溫在零上100攝氏度的狀態(tài)，就可以保持加熱，自動化控制電熱電路。但是如果水溫在100攝氏度以下，就可以繼續(xù)進行加熱，直到水溫符合標準為止[5]。

4 PLC在機械自動化中的發(fā)展趨勢

雖然在機械自動化領(lǐng)域中采用PLC技術(shù)能夠有效進行機械的自動化和可靠性控制，但是由于PLC技術(shù)的應(yīng)用還存在很多需要改進之處，發(fā)展的前景非常廣闊，因此在未來發(fā)展的過程中，也需要按照機械自動化的控制需求促使其向著良好的方向進步。主要的發(fā)展趨勢為：

4.1 開放性發(fā)展

近年來我國機械設(shè)備已經(jīng)開始呈現(xiàn)出通用性的狀態(tài)，多數(shù)機械設(shè)備都能夠通用。但是由于傳統(tǒng)的PLC技術(shù)具有封閉化的特點，各類系統(tǒng)和產(chǎn)品缺乏兼容性，難以滿足現(xiàn)代化通用機械設(shè)備的自動化控制需求，對現(xiàn)代設(shè)備的維護處理和升級處理都會造成不良影響，甚至還會出現(xiàn)控制功能受限的問題。因此在PLC技術(shù)未來發(fā)展期間，需要著重研究開發(fā)具有開放性特點的系統(tǒng)、產(chǎn)品，確保各類系統(tǒng)和產(chǎn)品能夠相互通用，可以滿足現(xiàn)代機械的通用性發(fā)展需求，確?？梢栽鰪娫O(shè)備自動化控制的效果[6]。

4.2 功能優(yōu)化性發(fā)展

PLC技術(shù)的應(yīng)用目的在于有效進行機械自動化控制，為各種類型的機械設(shè)備提供控制功能，如果技術(shù)本身功能缺乏優(yōu)化性，將會導(dǎo)致機械自動化控制的效果降低。因此在未來發(fā)展的階段應(yīng)重點進行機械自動化領(lǐng)域中PLC技術(shù)功能的優(yōu)化和完善，通過完善相關(guān)技術(shù)的功能，增強系統(tǒng)運行的效果、加快運行速度、改善運算處理的性能，結(jié)合機械設(shè)備的自動化控制要求，優(yōu)化模擬處理的功能，使得PLC可以成為能夠滿足機械現(xiàn)代化控制需求的關(guān)鍵性零部件，確保機械控制的效果和水平[7]。

4.3 專用化發(fā)展

近年來我國各個行業(yè)對機械自動化控制的要求不斷提高，為滿足各行各業(yè)的高標準要求，在PLC技術(shù)開發(fā)的過程中，需要充分認識到進行產(chǎn)品和系統(tǒng)專用化開發(fā)的優(yōu)勢，按照各類型號的通訊模塊，專門開發(fā)容易進行管理的產(chǎn)品和系統(tǒng)，提升機械設(shè)備管控的便利性和可靠性。同時還需采用智能化控制技術(shù)，完善專用PLC系統(tǒng)的應(yīng)用功能，確保能夠通過專用的控制模塊，增強機械控制的效果。

4.4 人機交互發(fā)展

機械自動化發(fā)展期間的PLC技術(shù)還會向著人機交互性的方向進步，通過研究與開發(fā)現(xiàn)代化的人機交互功能，有機整合各種類型的控制軟件，增強產(chǎn)品和系統(tǒng)的交互性。并且PLC系統(tǒng)開發(fā)期間還需構(gòu)建專門的軟件開發(fā)平臺，按照組態(tài)軟件、硬件的應(yīng)用需求，研究開發(fā)性能較高的系統(tǒng)，構(gòu)建人機友好的控制界面[8]。

除此之外，在機械自動化控制發(fā)展方面，還需重點改善PLC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信功能，積極采用現(xiàn)代化的通信技術(shù)，改善通信功能的同時，增強整體的通信技術(shù)應(yīng)用效果，確保PLC技術(shù)的良好發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，PLC技術(shù)在機械自動化發(fā)展中的應(yīng)用，不僅能夠提升機械自動化控制效果，還能改善控制的現(xiàn)狀，具有一定的重要意義。因此在我國機械自動化發(fā)展期間，應(yīng)重視PLC技術(shù)的應(yīng)用，完善通信功能、開關(guān)邏輯控制功能、工業(yè)過程控制功能等，通過有效的措施增強PLC技術(shù)在機械自動化發(fā)展過程中的應(yīng)用效果，確保可以通過現(xiàn)代化技術(shù)增強機械自動化控制的可靠性與有效性，充分發(fā)揮先進技術(shù)的作用價值。

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作者簡介

祁鵬：（1984—），男，漢族，甘肅省嘉峪關(guān)人，蘭州交通大學(xué)學(xué)士，甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師。研究方向：機械設(shè)計制造及其自動化。