張錦芳（巨輪智能裝備股份有限公司，廣東　揭陽　515500）

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

張錦芳
（巨輪智能裝備股份有限公司，廣東揭陽515500）

PLC即可編程程序控制器（Programmable Logic Controller，PLC），是建立在微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。PLC以其獨(dú)特的體積小、應(yīng)用性高、工作效率高等優(yōu)勢，如今已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在機(jī)械制造、食品生產(chǎn)與檢測、重工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。本文首先對(duì)于PLC技術(shù)的具體含義以及應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行簡單的介紹，然后針對(duì)PLC技術(shù)在機(jī)械工程與自動(dòng)化的多個(gè)具體環(huán)境中的工作模式以及作用展開較為詳細(xì)的分析及闡明，為提升PLC技術(shù)對(duì)于機(jī)械工程與自動(dòng)化的貢獻(xiàn)價(jià)值奠定基礎(chǔ)。

機(jī)械工程；自動(dòng)化；PLC技術(shù)；介紹；應(yīng)用

0　引言

工業(yè)產(chǎn)值作為世界經(jīng)濟(jì)的重要貢獻(xiàn)者，推進(jìn)工業(yè)的發(fā)展對(duì)于世界經(jīng)濟(jì)水平的提升以及社會(huì)的進(jìn)步均有重要的意義。伴隨著工業(yè)化進(jìn)程的腳步，社會(huì)對(duì)于機(jī)械工程的可控性以及自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值提出了更高的要求，人們急需一種兼顧實(shí)用性、可靠性、靈活性的應(yīng)用技術(shù)來推進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域乃至社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的革新。屆時(shí)，PLC技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

PLC技術(shù)是一種將機(jī)器或裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)與數(shù)字運(yùn)算進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的控制性器件，是站在傳統(tǒng)繼電器技術(shù)的基礎(chǔ)之上糅合互聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)化等現(xiàn)代科技形成的創(chuàng)新型技術(shù)。在現(xiàn)代社會(huì)，PLC技術(shù)以及被廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)，影響著人們的工作方式以及日常生活。認(rèn)識(shí)PLC技術(shù)，了解PLC技術(shù)在機(jī)械工程與自動(dòng)化中的實(shí)際工作模式，對(duì)于我國工業(yè)的進(jìn)步以及生產(chǎn)力的提高有著重要的戰(zhàn)略價(jià)值。

1　PLC技術(shù)的實(shí)用價(jià)值與優(yōu)勢

時(shí)代的發(fā)展推動(dòng)了工業(yè)前進(jìn)的步伐，隨著現(xiàn)代社會(huì)勞動(dòng)力成本的節(jié)節(jié)攀升以及智力資源的日漸珍貴，工業(yè)生產(chǎn)上精簡人力資源的消耗、擴(kuò)大機(jī)械化程度的趨勢已成必然，給機(jī)械工程以及自動(dòng)化技術(shù)提出了更高的要求。PLC技術(shù)作為現(xiàn)代工業(yè)普遍應(yīng)用的控制型器件，不僅體積小巧、易于安裝、具有廣泛通用性。而且用戶可以通過編寫程序輕松實(shí)現(xiàn)個(gè)性化控制方式，很大程度上提高機(jī)械裝置以及自動(dòng)化技術(shù)的靈活性以適用性。不僅如此，PLC還有提供多方面強(qiáng)大功能支持，同時(shí)兼具高性價(jià)比、高可靠性以及低功耗等等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為了自動(dòng)化控制的核心技術(shù)，成為了我國構(gòu)建自動(dòng)化控制技術(shù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、推進(jìn)機(jī)械工程與自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程的主要操作對(duì)象。

PLC技術(shù)的應(yīng)用涉及生產(chǎn)管理、生產(chǎn)監(jiān)控、順序控制等方面，多個(gè)操作體系的協(xié)調(diào)與配合需要實(shí)現(xiàn)PLC處理器核心與控制設(shè)備之間及時(shí)溝通?；ヂ?lián)網(wǎng)的高速發(fā)展為其提供了通訊技術(shù)支持，而PLC技術(shù)抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高的特點(diǎn)則為準(zhǔn)確通信提供了安全保障。甚至可以預(yù)測，在今后社會(huì)發(fā)展中，PLC技術(shù)將與機(jī)器人、CAD共同組成主流基礎(chǔ)管理設(shè)備體系。接下來將從三個(gè)方面具體介紹PLC技術(shù)特點(diǎn)：

1.1操作簡單通用性高

現(xiàn)在，絕大多數(shù)PLC均支持程序語言互譯，用戶無需專門學(xué)習(xí)某一中語言，僅需運(yùn)用自己常用語言編寫代碼后，用器件自帶的翻譯功能進(jìn)行語言的轉(zhuǎn)換即可實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的編程，降低編程語言門檻。并且PLC的安裝及調(diào)試簡單，外部接線較少，促使簡化實(shí)際操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而縮短系統(tǒng)運(yùn)行的周期，工作效率得到改善。

除此之外，為了提高PLC實(shí)用價(jià)值，全球PLC均統(tǒng)一使用國際標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，給不同廠家生產(chǎn)的PLC之間的互換提供了可能，也給PLC的調(diào)試提供了方便，極大程度地提高了PLC產(chǎn)品的通信開放度。

1.2體積小能耗少

PLC裝置是集成電子線路技術(shù)的重要應(yīng)用體現(xiàn)，安裝尺寸通常均在10cm以下，重量更是不足150g，為機(jī)電一體化提供了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。同時(shí)在實(shí)際使用中PLC的消耗功率一般只有個(gè)位數(shù)，為節(jié)省能耗做出了貢獻(xiàn)。

1.3抗干擾能力強(qiáng)

在實(shí)際應(yīng)用中，目前廣泛應(yīng)用于PLC中并且符合國家標(biāo)準(zhǔn)的AS一工總線、Profi bus總線以及Device Net總現(xiàn)場總線與PLC界面之間通常保持良好契合度，為準(zhǔn)確通信提供了保障。另外PLC裝置采用抗干擾的電路排布與制造工藝，保證在工作過程中抵御電磁、電路的干擾，具有較高的可靠性，為PLC系統(tǒng)之間有效通信的展開提供了有效保障?，F(xiàn)在的PLC裝置甚至采用了多重抗干擾技術(shù)，哪怕是置于極端惡劣環(huán)境，它也能夠正常工作。

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

2.1遠(yuǎn)程通信控制與系統(tǒng)控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

在現(xiàn)代通用的機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，其他繼續(xù)結(jié)構(gòu)的控制工作通常是由PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)完成的。不僅如此，隨著科技的不斷創(chuàng)新與進(jìn)步，PLC技術(shù)還被積極地運(yùn)用于自動(dòng)化系統(tǒng)本身，根據(jù)指令完成糾正系統(tǒng)邏輯錯(cuò)誤以及排查系統(tǒng)故障等工作，為系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供了有力保障。在實(shí)際的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，應(yīng)用PLC技術(shù)的自動(dòng)化系統(tǒng)會(huì)對(duì)機(jī)器操作的每一步驟展開監(jiān)控，并在步驟完成后根據(jù)完成情況返回累積誤差值，當(dāng)累計(jì)誤差值超過系統(tǒng)設(shè)置的誤差允許上限時(shí)，表示此時(shí)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異常，同時(shí)該自動(dòng)化系統(tǒng)也會(huì)出現(xiàn)邏輯紊亂，無法繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)PLC控制系統(tǒng)將自動(dòng)對(duì)邏輯發(fā)生混亂的原因進(jìn)行逐一排查，診斷出問題后立馬發(fā)出報(bào)警通知到用戶。PLC的高通信開放度為不同系統(tǒng)的PLC提供通信交流的可能。在保證互聯(lián)網(wǎng)模塊以及信息傳輸界面正常工作的前提之下即可實(shí)現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.2邏輯運(yùn)算中PLC技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字運(yùn)算是PLC技術(shù)的重要組成部分。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，PLC主要使用數(shù)據(jù)處理與邏輯運(yùn)算這兩種計(jì)算方法。實(shí)現(xiàn)諸如數(shù)據(jù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)篩選、數(shù)據(jù)整理以及二進(jìn)制開關(guān)等等功能。運(yùn)用PLC技術(shù)，可以簡單高效地完成大量數(shù)據(jù)的分析、排查、整理，極大地提高了提取結(jié)論、對(duì)比優(yōu)化的工作效率。例如現(xiàn)在許多的食品制造企業(yè)、電子生產(chǎn)企業(yè)甚至交通監(jiān)管部門，都是運(yùn)用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)控。除此之外，PLC還可以充當(dāng)二進(jìn)制開關(guān)，有效提高軟接觸點(diǎn)數(shù)目，促進(jìn)自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化。

在資源消耗方面，相比較傳統(tǒng)繼電器，PLC的能耗極低，符合資源節(jié)約型社會(huì)理念。高機(jī)械化系統(tǒng)幫企業(yè)節(jié)省了人力資源的投入，在勞動(dòng)力成本激增的今天具有重要價(jià)值。在流水線工作模式中，自動(dòng)化PLC控制系統(tǒng)可以直接運(yùn)用PLC的二進(jìn)制開關(guān)功能，通過1與0的互變實(shí)現(xiàn)由一個(gè)工作流程到下一工作流程的轉(zhuǎn)變，避免了另外安裝檢驗(yàn)裝置，簡化系統(tǒng)提高工作效率的同時(shí)也給企業(yè)節(jié)省了投入成本。

2.3生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

應(yīng)用PLC技術(shù)控制自動(dòng)化系統(tǒng)指的是系統(tǒng)中的主機(jī)、通信、順序控制、位置控制、參數(shù)設(shè)置等等工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)模塊均是在PLC技術(shù)的控制之下開展工作的。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，用戶可以結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境以及生產(chǎn)的具體需求，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過程中具體化的操作對(duì)象以及監(jiān)控對(duì)象特點(diǎn)，合理改造PLC控制指令，優(yōu)化PLV控制模塊的組合模式。在盡力減少模塊數(shù)目以及優(yōu)化工作結(jié)構(gòu)的條件下，實(shí)現(xiàn)對(duì)于生產(chǎn)進(jìn)程的多元化有效控制以及生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

運(yùn)用PLC控制系統(tǒng)中模擬參數(shù)控制模塊指的是通過具體指令的輸入，使用PLC技術(shù)監(jiān)控生產(chǎn)過程中某變量的變化，若變量達(dá)到一定條件PLC則控制相關(guān)機(jī)器或裝置進(jìn)行一定操作，直至監(jiān)控變量沒有達(dá)到條件為止。例如飲水機(jī)的熱水裝置就是通過監(jiān)測熱水槽中的水溫，如果水溫低于100℃就顯示紅燈，并控制加熱電路正常工作，及時(shí)對(duì)熱水槽里的水進(jìn)行加熱。在這一過程中PLC需要對(duì)水溫變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，是一個(gè)過程化控制。截止到目前為止，世界上絕大多數(shù)國家均已實(shí)現(xiàn)運(yùn)用PLC技術(shù)完成機(jī)械工程和自動(dòng)化設(shè)備的監(jiān)測與控制，PLC技術(shù)的應(yīng)用不僅推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，還為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高，乃至社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提升做出了重要的貢獻(xiàn)。除此之外，PLC技術(shù)還被積極地運(yùn)用在了食品、服務(wù)、電子、冶金等輕重工業(yè)領(lǐng)域，改變了傳統(tǒng)生產(chǎn)制造模式，影響著國民的工作與生活。甚至直到現(xiàn)在，PLC的作用領(lǐng)域與影響力仍在不斷高漲。

3　總結(jié)

我們的社會(huì)已經(jīng)步入了高速發(fā)展的信息化時(shí)代，隨著工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，機(jī)械工程及自動(dòng)化水平已經(jīng)成為評(píng)估國家工業(yè)發(fā)展的重要依據(jù)，對(duì)于衡量國家綜合實(shí)力以及未來發(fā)展趨勢有著舉足輕重的影響。PLC技術(shù)作為機(jī)械自動(dòng)化控制的主要支持，對(duì)其進(jìn)行主動(dòng)的改良與創(chuàng)新對(duì)于工業(yè)的發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步有著重要的意義。本文以PLC的價(jià)值以及優(yōu)勢作為切入點(diǎn)，對(duì)于PLC技術(shù)在機(jī)械工程與自動(dòng)化中的應(yīng)用開展探究，為全面推廣PLC技術(shù)提供了有力支持。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.093