馬梓宸

（沈飛公司工裝設(shè)計(jì)所，遼寧沈陽(yáng)110085）

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

馬梓宸

（沈飛公司工裝設(shè)計(jì)所，遼寧沈陽(yáng)110085）

研究分析了PLC技術(shù)的特點(diǎn)，了解了PLC技術(shù)在包括機(jī)械工程與自動(dòng)化等的多個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為推動(dòng)自動(dòng)化控制和自動(dòng)化生產(chǎn)的重要技術(shù)力量，同時(shí)對(duì)PLC技術(shù)在機(jī)械工程與自動(dòng)化中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了探討。

機(jī)械工程與自動(dòng)化；PLC技術(shù)；邏輯運(yùn)算；系統(tǒng)控制；遠(yuǎn)程通信控制

引言

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(guò)程，降低了人員的使用門(mén)檻。

1 PLC技術(shù)的特點(diǎn)

PLC技術(shù)涵蓋了過(guò)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(guò)程，通過(guò)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)：

1）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(hù)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(hù)的維修保養(yǎng)，同時(shí)也提高了PLC產(chǎn)品的市場(chǎng)開(kāi)放程度。

2）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Device Net、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。

3）程序算法逐漸簡(jiǎn)化PLC生產(chǎn)商為減輕用戶(hù)的使用難度，專(zhuān)門(mén)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(hù)使用過(guò)程耗費(fèi)的時(shí)間，同時(shí)也使得對(duì)PLC的使用人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)要求降低，提高了PLC設(shè)備的易用度[1]。

2 PLC技術(shù)在生產(chǎn)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

在生產(chǎn)的自動(dòng)化控制中，PLC設(shè)備通過(guò)對(duì)包括模擬參數(shù)控制模塊和位置控制模塊的六個(gè)模塊進(jìn)行控制達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的目的。在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)用PLC技術(shù)還需要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行細(xì)致調(diào)查，根據(jù)生產(chǎn)中需要控制的動(dòng)作和監(jiān)控的對(duì)象進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以最合理的模塊配置和組合方式達(dá)到最佳的自動(dòng)化控制效果，保證生產(chǎn)過(guò)程的高效運(yùn)行和過(guò)程中的機(jī)動(dòng)靈活調(diào)整。

在整個(gè)PLC控制模塊的運(yùn)行中，模擬參數(shù)模塊的主要目的是進(jìn)行整個(gè)生產(chǎn)流程的監(jiān)控，同時(shí)向監(jiān)控儀器中傳遞控制語(yǔ)句，從而獲得更高的控制精度的目的。常見(jiàn)的控制過(guò)程包括對(duì)鍋爐溫度的控制，保證溫度上升或下降到某一點(diǎn)，或保持該溫度不變，同時(shí)控制熱處理過(guò)程的正常運(yùn)行。在飲水機(jī)的溫度控制過(guò)程中就利用了PLC系統(tǒng)控制，一旦飲水機(jī)中的測(cè)溫裝置檢測(cè)到水溫低于100℃，就會(huì)控制加熱系統(tǒng)進(jìn)行工作，對(duì)水槽中水進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度到達(dá)100℃，則控制加熱系統(tǒng)關(guān)閉，并根據(jù)水溫情況隨時(shí)進(jìn)行再次加熱。

目前在多數(shù)國(guó)家的機(jī)械工程和自動(dòng)化行業(yè)中均已廣泛使用PLC技術(shù)進(jìn)行設(shè)備檢測(cè)和控制，PLC技術(shù)的應(yīng)用極大推動(dòng)了自動(dòng)化控制水平的發(fā)展，提高了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步創(chuàng)新，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化控制的目的，為生產(chǎn)精密儀器和提高生產(chǎn)效率做出了重大的貢獻(xiàn)[2]。

3 PLC技術(shù)在控制邏輯運(yùn)算中的應(yīng)用

進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)控制的邏輯運(yùn)算和處理時(shí)PLC技術(shù)可以應(yīng)用于機(jī)械工程與自動(dòng)化行業(yè)中，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)量的大小、數(shù)據(jù)位處理、轉(zhuǎn)換和傳輸數(shù)據(jù)、篩查和運(yùn)算數(shù)據(jù)等達(dá)到邏輯運(yùn)算控制的目的，能夠明顯提高獲得工作結(jié)果，得到最優(yōu)化的工作組合。PLC的邏輯運(yùn)算功能常用于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集、生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料的分析和生產(chǎn)工作的總結(jié)提高，在食品加工、金屬冶煉、造紙加工等行業(yè)均已得到廣泛的應(yīng)用。

PLC還可以作為二進(jìn)制開(kāi)關(guān)，通過(guò)邏輯運(yùn)算對(duì)開(kāi)關(guān)量的精確控制，能夠明顯提高軟接觸點(diǎn)的數(shù)量，從而提高了自動(dòng)化控制的水平，替代了以往的繼電器的功能，并且相比于繼電器有著更為明顯的優(yōu)勢(shì)。PLC系統(tǒng)的能耗更低，符合企業(yè)降低生產(chǎn)成本的要求。

在相對(duì)簡(jiǎn)單的流水工作中，使用PLC進(jìn)行控制，利用其二進(jìn)制開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)1和0之間的互換，從而實(shí)現(xiàn)兩種不同工作流程的轉(zhuǎn)變，還省去了檢驗(yàn)裝置的配置，大幅提高生產(chǎn)效率的同時(shí)減少了設(shè)備的生產(chǎn)投入。PLC進(jìn)行的開(kāi)關(guān)量控制能夠?yàn)槠髽I(yè)減少大量的人力物力，節(jié)省了大量的資金成本，此外操作更加便捷可控，可靠性高，維修更換設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單。

4 PLC 在系統(tǒng)控制和遠(yuǎn)程通信控制中的應(yīng)用

PLC不僅能夠?qū)ο到y(tǒng)之外的其他儀器設(shè)備進(jìn)行控制，同時(shí)還能夠?qū)υO(shè)備自身進(jìn)行控制管理，即PLC能夠檢查出系統(tǒng)自身出現(xiàn)的問(wèn)題，并及時(shí)自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)故障檢修工作，保證系統(tǒng)繼續(xù)正常穩(wěn)定的工作。對(duì)在自動(dòng)化生產(chǎn)的每一臺(tái)設(shè)備而言，設(shè)備的任何一個(gè)動(dòng)作都是經(jīng)過(guò)PLC設(shè)備的精密計(jì)算和調(diào)整的，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控[3]。

在每一動(dòng)作完成后會(huì)對(duì)動(dòng)作的誤差進(jìn)行計(jì)算，多次計(jì)算后如果累計(jì)誤差超過(guò)系統(tǒng)規(guī)定的誤差值上限，PLC系統(tǒng)能夠及時(shí)感知故障的發(fā)生，并通過(guò)邏輯運(yùn)算了解故障情況同時(shí)進(jìn)行報(bào)警，表明設(shè)備不能進(jìn)行正產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤，無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行。PLC系統(tǒng)的高度開(kāi)放性保證了不同系統(tǒng)間的遠(yuǎn)程通信控制實(shí)現(xiàn)的可能。對(duì)于不同系統(tǒng)間的遠(yuǎn)程控制，為保證控制的穩(wěn)定性，需要維護(hù)聯(lián)網(wǎng)通信模塊和信息傳輸接口的正常狀態(tài)。

5 結(jié)語(yǔ)

PLC技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械工程與自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平的提高。PLC技術(shù)在機(jī)械工程與自動(dòng)化中的應(yīng)用囊括了自動(dòng)化生產(chǎn)中的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、邏輯運(yùn)算處理、自身運(yùn)轉(zhuǎn)情況及與不同系統(tǒng)間的遠(yuǎn)程控制，進(jìn)一步表明了PLC技術(shù)對(duì)于機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的重要作用，為我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展提供了有利的技術(shù)保障。

[1]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.

[2]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(1):107.

[3]羅正延.試論P(yáng)LC技術(shù)在電氣工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015(11):174.

（編輯：王璐）

App lication of PLC Technology in M echanical Engineering and Automation

M a Zichen
(Shenyang Aircraft Design Corporation,Liaoning Shenyang 110085)

This study analyzes the characteristics of PLC technology.The PLC technology is widely applied in many fields including mechanical engineering and automation,and has become the important technical force in automatic control and automatic production,at the same time,the status quo of PLC technology inmechanicalengineering and automation is discussed.

mechanical engineering and automation;PLC Technology;logic operation;control system;remote communication control

TH16;TP29-A5

A

2095-0748(2016)23-0089-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.23.42

2016-11-27

馬梓宸（1985—），男，吉林農(nóng)安人，本科，工程師，研究方向：工藝裝備設(shè)計(jì)。