趙立瑩

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所，天津 300381）

PLC在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)自動(dòng)化中的應(yīng)用研究

趙立瑩

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所，天津 300381）

就PLC的硬件結(jié)構(gòu)而言，其與微機(jī)極為相似，作為一種可編程類(lèi)的存儲(chǔ)器，目前主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)代PLC產(chǎn)品其在生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)程中，已集成了系列化與標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，且有多個(gè)品種可供用戶(hù)選擇。本文主要通過(guò)概述PLC的含義與特點(diǎn)，分析PLC在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)自動(dòng)化中的應(yīng)用策略。以電池生產(chǎn)為例，闡述利用PLC實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)自動(dòng)化，并全面提升生產(chǎn)效率。

PLC；產(chǎn)品生產(chǎn)；自動(dòng)化

PLC是一種應(yīng)用型的電子裝置，其主要功能在于運(yùn)算產(chǎn)品在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)值，之后便可利用裝置自帶的存儲(chǔ)器來(lái)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效編制。該裝置的輸入以及輸出主要分為模擬與數(shù)字化兩種，是由內(nèi)部存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)計(jì)數(shù)、運(yùn)算、順序等程序予以執(zhí)行，可以說(shuō)，PLC實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)自動(dòng)化的全面控制。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，加之PLC產(chǎn)品的不斷成熟，PLC產(chǎn)品生產(chǎn)自動(dòng)化的應(yīng)用范圍將不斷得以擴(kuò)大，并應(yīng)用于各大領(lǐng)域，有利于提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

1 產(chǎn)品生產(chǎn)自動(dòng)化中PLC概述

1.1 PLC的含義

PLC簡(jiǎn)稱(chēng)編輯邏輯控制器，是一種可靠且易改造的存儲(chǔ)器，該產(chǎn)品還具有低能耗、小體積、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，各大領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品生產(chǎn)自動(dòng)化的要求也越來(lái)越高。在此新的時(shí)代背景下，PLC的應(yīng)用范圍必將不斷擴(kuò)大。然后，用于PLC的種類(lèi)繁多，加之不同的編程方法會(huì)讓PLC在性能、容量等各方面均呈現(xiàn)出不一樣的效果。因而使用PLC產(chǎn)品，需結(jié)合相應(yīng)的產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)，方能有效提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的自動(dòng)化。

1.2 PLC的特點(diǎn)

（1）使通信協(xié)議能夠統(tǒng)一?，F(xiàn)階段的PLC設(shè)備，其所使用的通信協(xié)議采用了國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)。統(tǒng)一的通信協(xié)議不僅方便了商家之間的產(chǎn)品信息聯(lián)系，更極大促進(jìn)了商家與用戶(hù)之間的關(guān)系，進(jìn)而有效增強(qiáng)了通信的開(kāi)放。

（2）將現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)與總線進(jìn)行結(jié)合。針對(duì)PLC的使用需求方面，大多數(shù)使用者均要求其要能與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合。其原因在于，現(xiàn)代企業(yè)幾乎是同時(shí)負(fù)責(zé)PLC的生產(chǎn)以及總線的提供，加之現(xiàn)階段的標(biāo)準(zhǔn)已然滿(mǎn)足了國(guó)際化的需求。因而在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中，需要用到大量的傳感器接口以及相應(yīng)的執(zhí)行器。

（3）通信程序的設(shè)計(jì)逐漸變得簡(jiǎn)單。產(chǎn)品生產(chǎn)與使用技術(shù)的不斷更新，預(yù)示著現(xiàn)代PLC產(chǎn)品，其所含功能的使用方式將變得愈發(fā)簡(jiǎn)單。如針對(duì)PLC的自動(dòng)接收與發(fā)送功能，新型PLC產(chǎn)品僅需編寫(xiě)一側(cè)程序便可投入使用。此外，為進(jìn)一步減少程序編寫(xiě)的工作量，許多企業(yè)在對(duì)此進(jìn)行了對(duì)接口軟件的設(shè)計(jì)，使其能更好的與其他軟件或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)相對(duì)接，從而進(jìn)一步擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用范圍。

2 電池組件和生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化

隨著熱電池生產(chǎn)的需求日益增大，而當(dāng)前的電池生產(chǎn)方式和工藝流程已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足批量生產(chǎn)的需要。通過(guò)提高設(shè)備自動(dòng)化水平和設(shè)備性能，能夠最大限度的提高效率和產(chǎn)量，有效降低熱電池生產(chǎn)的生產(chǎn)成本。電池生產(chǎn)的自動(dòng)化與手動(dòng)操作相比較，自動(dòng)壓制和自動(dòng)傳遞能夠提高50%以上的生產(chǎn)率，有利于提升產(chǎn)品的質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化，并且使設(shè)備使用率最大化，對(duì)于熱電池生產(chǎn)效率，能夠有效保證設(shè)備不停的進(jìn)行運(yùn)傳，并盡可能的消除故障，能夠最大限度的提高產(chǎn)能。同時(shí)，還能夠從根本上防止人工失誤。就熱電池生產(chǎn)來(lái)講，自動(dòng)化設(shè)備更多的體現(xiàn)在單體電池制備和電池組裝環(huán)節(jié)。由于昂貴的設(shè)備投入成本和對(duì)產(chǎn)品尺寸、厚度等物理特性更加嚴(yán)格，所以便可以在各個(gè)單機(jī)設(shè)備和部分連接環(huán)節(jié)開(kāi)始嘗試引入自動(dòng)化技術(shù)。

3 電池生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域PLC的應(yīng)用

現(xiàn)代社會(huì)，產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)要想保持或增強(qiáng)自身的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，便需掌握先進(jìn)的技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的自動(dòng)化，方可與世界先進(jìn)水平保持一致，進(jìn)而確保企業(yè)發(fā)展水平的有效提升，電池生產(chǎn)企業(yè)亦是如此。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也越趨激烈，電池生產(chǎn)企業(yè)不僅要注重自身新技術(shù)的研發(fā)，更應(yīng)對(duì)自動(dòng)化控制的實(shí)施提出更高、更具體的要求，從而為電池生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

自PLC產(chǎn)品誕生以來(lái)，便對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展起到了良好的促進(jìn)作用。PLC產(chǎn)品的運(yùn)用，不僅讓更多自動(dòng)化設(shè)備具備了一定的可靠性，更滿(mǎn)足了不同產(chǎn)品的生產(chǎn)自動(dòng)化需求。如針對(duì)電池生產(chǎn)，PLC產(chǎn)品的運(yùn)用便為電池生產(chǎn)自動(dòng)化提供了安全且完善的解決方案，從而滿(mǎn)足了電池生產(chǎn)自動(dòng)化的需求。

3.1 聯(lián)網(wǎng)以及通信

在控制技術(shù)不斷完善與發(fā)展的同時(shí)，電池生產(chǎn)自動(dòng)化的控制水平也隨之獲得了極大的進(jìn)步?，F(xiàn)階段的PLC產(chǎn)品制造過(guò)程，由于通訊功能已較為完善，加之幾乎所有PLC都預(yù)留了通信所需的各類(lèi)接口，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的互通與傳遞。因而各大PLC生產(chǎn)廠商也紛紛退出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，改以研究技術(shù)性更強(qiáng)的控制技術(shù)。

3.2 對(duì)過(guò)程進(jìn)行控制

PLC設(shè)備的控制對(duì)象主要集中于產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，其中包括對(duì)各種模擬量、流量、溫度以及壓力的控制，之后再利用特殊算法程度對(duì)各環(huán)節(jié)進(jìn)行合理編制，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的閉環(huán)控制。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)，其所使用的閉環(huán)控制系統(tǒng)大多為PID調(diào)節(jié)，且大中型的PLC設(shè)備中均會(huì)安裝相應(yīng)的PID模塊，目的在于控制過(guò)程的PLC設(shè)備，其運(yùn)用對(duì)象主要集中于熱處理、冶金及化工行業(yè)。

3.3 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理

目前，新型PLC設(shè)備已實(shí)現(xiàn)了多種功能的集成，包括數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)排列、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、查表等。在處理數(shù)據(jù)過(guò)程中，該設(shè)備首先是將比處理數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)器所保存數(shù)據(jù)相對(duì)比，之后通過(guò)一定的操作，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送至其他裝置中，進(jìn)而利用遠(yuǎn)程設(shè)備對(duì)其進(jìn)行操作與控制。這種對(duì)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程通常是在無(wú)人控制的柔性大型控制系統(tǒng)中進(jìn)行。

3.4 對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行邏輯控制

PLC最廣泛也最基本的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)閷?duì)開(kāi)關(guān)量的邏輯控制。如利用PLC取代傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)，便是實(shí)現(xiàn)了對(duì)邏輯以及順序的控制，且通過(guò)使用PLC設(shè)備，還能同時(shí)對(duì)多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行控制，因而也可運(yùn)用于流水線的自動(dòng)化生產(chǎn)。此外，該功能在印刷機(jī)、組合機(jī)床、產(chǎn)品生產(chǎn)線的包裝過(guò)程中也得到了十分廣泛的應(yīng)用。

3.5 對(duì)模擬量進(jìn)行控制

PLC控制模擬量工作，首先是依照所控制對(duì)象的基本特征，將其加工為與之相應(yīng)的模板。而后的工作便圍繞模板來(lái)進(jìn)行，包括生產(chǎn)與組裝，組裝后的控制系統(tǒng)，無(wú)論是在功能或是系統(tǒng)的靈活性方面將與此前大為不同，不僅更加完善，還更具靈活性。針對(duì)模塊方面的制作，主要包括模擬量控制模塊、位置控制模塊、主機(jī)模塊以及高速模塊。其中，模擬量控制模塊最為關(guān)鍵，其不僅決定了系統(tǒng)控制的精準(zhǔn)度，更是控制設(shè)計(jì)工作的重要基礎(chǔ)。

4 在電池生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域PLC的發(fā)展趨勢(shì)

構(gòu)建電池生產(chǎn)自動(dòng)化生產(chǎn)線的主要目的在于確保產(chǎn)品質(zhì)量。由于在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，過(guò)多人工的引進(jìn)會(huì)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生一些不必要的干預(yù)，進(jìn)而影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。因此，盡量減少人工引進(jìn)的同時(shí)便需依賴(lài)于檢測(cè)設(shè)備與儀器。利用相關(guān)儀器實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)量相關(guān)參數(shù)的堅(jiān)實(shí)，進(jìn)而準(zhǔn)確呈現(xiàn)出控制器的測(cè)量數(shù)值與狀態(tài)，進(jìn)而方便了對(duì)電池生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制。此外，PLC產(chǎn)品的運(yùn)用還為電池生產(chǎn)自動(dòng)化提供了安全且完善的解決方案，從而滿(mǎn)足了電池生產(chǎn)自動(dòng)化的需求，并為之后的一體化管控奠定了良好基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，電池生產(chǎn)企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)自動(dòng)化并促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展，除需依靠現(xiàn)代先進(jìn)的自動(dòng)化物流技術(shù)與控制技 術(shù)外，還需往節(jié)能減耗、管控結(jié)合方向發(fā)展。對(duì)此，積極引進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)與促進(jìn)PLC逐步往智能化、數(shù)字化方向發(fā)展便顯得尤為重要。此外，為確保產(chǎn)品質(zhì)量，企業(yè)還需引進(jìn)數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化技術(shù)，并結(jié)合相應(yīng)的管理模式，推進(jìn)電池生產(chǎn)自動(dòng)化的可持續(xù)發(fā)展。

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