通訊作者：趙華，1980年9月，男，漢族，安徽當(dāng)涂人，就職于埃斯科特鋼有限公司，中級(jí)工程師，碩士。研究方向：工業(yè)自動(dòng)化。

摘 要：近幾年來(lái)，隨著中國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展，工業(yè)化水平的提升，諸多機(jī)電設(shè)備也被應(yīng)用在工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中。同時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，也推動(dòng)了相關(guān)技術(shù)在機(jī)電控制領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其是PLC技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠提升機(jī)電自動(dòng)化的整體水平，還能夠在很大程度上促進(jìn)中國(guó)工業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加快機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)。所以，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)電控制制造中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析，具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動(dòng)化;自動(dòng)控制;PLC技術(shù)

一、引言

隨著國(guó)內(nèi)外信息技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化控制逐漸暴露出系統(tǒng)功能單一，控制單元缺少的問(wèn)題，與當(dāng)前智能化生產(chǎn)需求不相符，無(wú)法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需要。PLC技術(shù)的應(yīng)用可以完美解決當(dāng)前機(jī)械自動(dòng)化所遇到的困境，不但可以智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)，還能夠起到節(jié)能、增效的效果，對(duì)企業(yè)效益的提升具有重要意義。大大提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，這一改善，受到各大機(jī)械廠家的歡迎。

二、PLC控制技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)的創(chuàng)新能力和科技水平飛速上升，PLC技術(shù)成為一種必然性科技產(chǎn)物，科技水準(zhǔn)為其出現(xiàn)與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。目前我國(guó)的科技水平可以實(shí)現(xiàn)將小微型計(jì)算機(jī)裝備于機(jī)械設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)其更優(yōu)秀更高效的控制。PLC控制技術(shù)是一種可編程控制技術(shù)，是可編程邏輯控制技術(shù)的簡(jiǎn)稱，該技術(shù)可滿足當(dāng)前科技日益發(fā)展，追求更高效益的目標(biāo)。將PLC技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械自動(dòng)化控制中可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定、流暢的運(yùn)行，長(zhǎng)久地維持正常運(yùn)行，在此基礎(chǔ)上全面控制自動(dòng)化執(zhí)行，因此可以在執(zhí)行過(guò)程中降低人力物力以及能源的浪費(fèi)。

能耗低、占地面積小、操作簡(jiǎn)單、無(wú)磨損、靈敏度高是當(dāng)前PLC控制技術(shù)所擁有的優(yōu)點(diǎn)，也可以根據(jù)其運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行合理的調(diào)整，以確保可以更快，更方便地安裝它[1]。PLC技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展迅速，許多企業(yè)已經(jīng)將傳統(tǒng)的自控和控制替換為PLC技術(shù)，該技術(shù)對(duì)機(jī)械效率的提升、邏輯的控制以及數(shù)據(jù)控制等方面均有出色表現(xiàn)，為企業(yè)提高利潤(rùn)率，促進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

三、PLC控制技術(shù)的特點(diǎn)和分類

（一）PLC控制技術(shù)的特點(diǎn)

1. 操作簡(jiǎn)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?jiǎn)便快捷、使用靈活有效?？刂葡到y(tǒng)的發(fā)展過(guò)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(jiǎn)便靈活的特性不但將繁瑣的工作任務(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(guò)多繁瑣的操作，只需用眼觀察，即可通過(guò)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。

2. 功能較多，適用范圍廣

要使用傳統(tǒng)的控制設(shè)備，需要有關(guān)人員定期提供數(shù)據(jù)和資料。為了保證機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，有必要分析不同階段對(duì)自動(dòng)控制的影響，探討影響自動(dòng)控制的因素。然而，這種工作方式在增加員工工作量的同時(shí)，也存在著人為錯(cuò)誤或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)錯(cuò)誤等缺陷，嚴(yán)重影響自動(dòng)化控制的正常使用和工業(yè)生產(chǎn)的整體生產(chǎn)力。因此，必須重視PLC技術(shù)的應(yīng)用，合理利用各方面的智能信息檢索和存儲(chǔ)，并以文本和圖像的形式呈現(xiàn)。并保證對(duì)復(fù)雜的自動(dòng)化數(shù)據(jù)控制設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和維修，避免對(duì)外部和內(nèi)部環(huán)境的干擾。

（二）PLC控制技術(shù)的分類

PLC控制技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用主要有兩種控制形式，一種是DCS系統(tǒng)控制形式，另一種是FCS系統(tǒng)控制形式。DCS系統(tǒng)控制能在拆分管理控制裝置的過(guò)程中保證運(yùn)行安全和效率，而FCS技術(shù)能通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)的新建，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝浴?/p>

四、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)

（一）機(jī)械自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)化

隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，網(wǎng)絡(luò)得到了極大的發(fā)展和普及。這也促使企業(yè)的管理和企業(yè)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)發(fā)生了很大的變化，機(jī)械設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理，各種零部件的制造水平更高。同時(shí)，信息全球化可以使得各種機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用互相分享，這為機(jī)械自動(dòng)化這個(gè)行業(yè)的交流和機(jī)械自動(dòng)化企業(yè)提供了很好的學(xué)習(xí)平臺(tái)，可以促使工業(yè)機(jī)械企業(yè)得到進(jìn)一步的發(fā)展[2]。

（二）機(jī)械自動(dòng)化的虛擬化

目前有一種被稱為虛擬化的技術(shù)被運(yùn)用與機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)中。它是通過(guò)電子計(jì)算機(jī)，模擬實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程和檢驗(yàn)產(chǎn)品的過(guò)程仿真操作系統(tǒng)。有了這個(gè)仿真化的作業(yè)工程，就可以檢驗(yàn)產(chǎn)品的制作工藝是否最佳，優(yōu)化各種工藝而且可以實(shí)現(xiàn)不浪費(fèi)時(shí)間、不浪費(fèi)原材料、不浪費(fèi)人力，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

五、機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)中PLC控制技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）實(shí)行閉環(huán)控制

閉環(huán)管理的特征是它可以在幾種儀器的運(yùn)作中起重要作用，不僅是自動(dòng)化設(shè)備的一個(gè)重要部件，而且也是PLC控制系統(tǒng)的關(guān)鍵應(yīng)用程序之一。在機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備中使用PLC控制系統(tǒng)，不僅提高了管理和控制的質(zhì)量，而且在機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的發(fā)展中發(fā)揮了極其重要的作用。PLC控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中采用閉環(huán)控制和精確開關(guān)控制，保證了機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的可靠性和安全性。此外，還應(yīng)該在生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)計(jì)和開發(fā)新設(shè)備。如果我們能合理運(yùn)用控制方式，減少操作時(shí)間，提高電子自動(dòng)化的整體效率進(jìn)而加快機(jī)器的自動(dòng)化進(jìn)程，就能為經(jīng)濟(jì)和工業(yè)發(fā)展作出自己的貢獻(xiàn)。

（二）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(wèn)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(guò)預(yù)設(shè)形式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，但這種辦法過(guò)于簡(jiǎn)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[3]。

同時(shí)，早期的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行過(guò)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(cè)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(guò)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。

（三）在控制順序中的應(yīng)用

將PLC技術(shù)應(yīng)用于順序控制取得了滿意的效果。例如，在火電站中廣泛使用PLC技術(shù)，可以有效地去除粉煤灰和渣，保證電站的穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)際應(yīng)用中，控制可能受到許多降低生產(chǎn)效率的因素的影響，此時(shí)通過(guò)PLC技術(shù)的應(yīng)用，可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)來(lái)提高控制效果?？刂葡到y(tǒng)的良好布置和設(shè)備的最佳組合可以發(fā)揮PLC技術(shù)的作用，保證順序控制的有效性。此外，該技術(shù)大大降低了順序控制的成本，并允許更大的使用靈活性。PLC設(shè)備可將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為正常信號(hào)并自動(dòng)控制[4]。

（四）在集成系統(tǒng)中的應(yīng)用

成本低、效率高是集成控制系統(tǒng)明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，而這些優(yōu)勢(shì)也會(huì)導(dǎo)致人們忽視在集成系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的缺陷，如PLC（光伏）控制技術(shù)在集成電力線載波通信功能。在集成系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，如果控制系統(tǒng)想要改變某個(gè)對(duì)象，需終止整體系統(tǒng)的運(yùn)行，導(dǎo)致生產(chǎn)效率受到嚴(yán)重影響。在使用PLC控制技術(shù)時(shí)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的控制以及對(duì)自身問(wèn)題的檢查和修正，當(dāng)某一個(gè)對(duì)象需要維修時(shí)，PLC控制技術(shù)就會(huì)有所顯示，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制和調(diào)整，不需要停運(yùn)整個(gè)系統(tǒng)。

（五）應(yīng)用于立體倉(cāng)庫(kù)

在當(dāng)前信息技術(shù)廣泛用于在線購(gòu)物，這有利于發(fā)展跨區(qū)域物流服務(wù)和在線銷售平臺(tái)，方便了人們的工作和生活，并促進(jìn)物流產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。在物流領(lǐng)域使用PLC技術(shù)可以顯著提高貨物的運(yùn)輸和配送速度，是物流領(lǐng)域信息化發(fā)展的重要基礎(chǔ)。三維倉(cāng)庫(kù)的形狀擴(kuò)大了貨物的存儲(chǔ)空間，包括垂直和水平移動(dòng)的貨物的存儲(chǔ)、圓形旋轉(zhuǎn)的貨物的存儲(chǔ)和垂直存儲(chǔ)。PLC技術(shù)的應(yīng)用控制鏈的立體倉(cāng)庫(kù)，可以檢查貨物運(yùn)輸，加快貨物入庫(kù)，減少人工成本及物流過(guò)程，幫助提高物流企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。立體倉(cāng)庫(kù)的管理和控制，使用PLC技術(shù)自動(dòng)控制，可以達(dá)到一個(gè)閉環(huán)，從而提高業(yè)務(wù)活動(dòng)的效率和減少電氣系統(tǒng)維護(hù)的成本。

（六）應(yīng)用于變頻空調(diào)

我國(guó)2010年之前生產(chǎn)的空調(diào)都是采用單片機(jī)進(jìn)行控制裝置的應(yīng)用，這就使得機(jī)械自動(dòng)化控制裝置在運(yùn)行的過(guò)程中受到嚴(yán)重影響，進(jìn)而對(duì)整個(gè)工作的自動(dòng)化造成阻礙。PLC在閉環(huán)控制的變頻節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用。使用PLC控制技術(shù)能對(duì)變頻空調(diào)進(jìn)行有效的運(yùn)行調(diào)試，極大地提高了空調(diào)運(yùn)行的效率和質(zhì)量，保證了機(jī)械工作的安全性。

（七）應(yīng)用于電梯系統(tǒng)

電梯是一種常見特種設(shè)備，其主要任務(wù)是完成人或物的垂直運(yùn)輸，起停相對(duì)頻繁。一般電梯系統(tǒng)可分為升降機(jī)裝置系統(tǒng)、集選控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、故障檢測(cè)系統(tǒng)等部分。在上行、下行過(guò)程中，控制系統(tǒng)需要對(duì)多個(gè)指令進(jìn)行處理，確保其按照預(yù)設(shè)程序運(yùn)行。以電梯的選層為例，其功能實(shí)現(xiàn)主要依賴于信號(hào)的傳遞、脈沖信號(hào)的正確處理，此外，還需引進(jìn)防亂層技術(shù)，自動(dòng)校正錯(cuò)誤參數(shù)，對(duì)計(jì)數(shù)混亂問(wèn)題進(jìn)行妥善處理。本質(zhì)上，PLC控制電梯是以CPU微處理器進(jìn)行運(yùn)行過(guò)程中所需要進(jìn)行的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理，并利用PLC輸出單元進(jìn)行控制信號(hào)的發(fā)出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的控制[5]。在具體的應(yīng)用過(guò)程中，主要是通過(guò)進(jìn)行與之相應(yīng)的PLC控制能見電路的方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)其余外部電路以數(shù)據(jù)的輸入和輸出端口進(jìn)行通信，并通過(guò)PLC系統(tǒng)的控制器CPU來(lái)進(jìn)行ROM中機(jī)器碼的執(zhí)行，從而有效地進(jìn)行輸入輸出數(shù)據(jù)的處理，最后將已經(jīng)完成處理的數(shù)據(jù)利用端口傳輸?shù)酵鈬娐?，達(dá)到對(duì)電梯自動(dòng)化控制的目的。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，PLC控制技術(shù)在機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，不僅可以很好地解決這些問(wèn)題，而且在成本控制、能源節(jié)約、高效運(yùn)行等方面都起到十分重要的作用，對(duì)于提高生產(chǎn)質(zhì)量有著非常重要的意義。在絕對(duì)保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，極大地促進(jìn)了企業(yè)生產(chǎn)效益的提高，深受各大機(jī)械制造生產(chǎn)廠家的歡迎。

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