陳炎炎

摘要：為了提高機(jī)電自動(dòng)化控制效果，對PLC技術(shù)的構(gòu)成及運(yùn)用邏輯進(jìn)行了概述，結(jié)合瀝青攪拌站的特點(diǎn)，對機(jī)電自動(dòng)化控制中PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，并從數(shù)字濾波技術(shù)、系統(tǒng)抗干擾技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和人機(jī)交互界面技術(shù)等方面對PLC應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。合理應(yīng)用PLC技術(shù)，不僅能夠有效提高機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的工作效率和質(zhì)量，而且還能夠使整個(gè)控制系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性和可靠性，具有較大的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；機(jī)電一體化；自動(dòng)化控制；軟件系統(tǒng)；關(guān)鍵技術(shù)

0? ?引言

PLC是一種新型的控制技術(shù)，具有編程靈活、操作簡便等特點(diǎn)，主要由數(shù)字和模擬兩種輸入輸出單元組成。PLC技術(shù)主要是利用小型計(jì)算機(jī)作為中央處理單元，并通過對輸入輸出單元進(jìn)行合理的設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。PLC技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化控制中的應(yīng)用，不僅能夠?qū)鹘y(tǒng)的繼電器控制技術(shù)中較為繁瑣的控制過程進(jìn)行簡化，而且還能夠使系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性和可靠性。因此，對PLC技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化控制中的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)和分析具有重要的意義。

1? ?PLC構(gòu)成及運(yùn)用邏輯

1.1? PLC構(gòu)成

P LC可分為固定不動(dòng)模塊和組成模塊兩種結(jié)構(gòu)類型。固定不動(dòng)模塊主要包含電源、CPU板、I/O板等模塊，各子模塊之間不容易分離出來。CPU板由運(yùn)算器、控制板、存儲(chǔ)器等組成。組成模塊主要包含聲卡機(jī)架、底板、電源、運(yùn)行內(nèi)存、CPU模塊、I/O模塊等。PLC技術(shù)本質(zhì)上是工業(yè)控制系統(tǒng)電子計(jì)算技術(shù)。PLC技術(shù)的硬件主要由電源、存儲(chǔ)芯片、CPU和I/O接口電路等構(gòu)成，如圖1所示。

1.2? ?PLC技術(shù)的運(yùn)用邏輯

PLC技術(shù)的運(yùn)行邏輯語言是當(dāng)前PLC系統(tǒng)中比較常見的一種編程語言，它主要是將用戶輸入到程序中的代碼，通過邏輯語言來進(jìn)行有效的編寫，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對程序的編輯和修改。在進(jìn)行編程語言設(shè)計(jì)時(shí)，需要對其進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，以便實(shí)現(xiàn)對邏輯程序的有效編寫。PLC 技術(shù)的運(yùn)行邏輯圖如圖2所示。

1.2.1? ?輸入端

在機(jī)電設(shè)備控制中使用PLC技術(shù)，首先需要將機(jī)電設(shè)備控制輸入端與PLC連接起來。通常情況下，在PLC技術(shù)應(yīng)用過程中，都會(huì)在機(jī)電設(shè)備控制輸入端使用光電耦合器。PLC輸入端主要是指PLC系統(tǒng)中的輸入端子。通常情況下，PLC系統(tǒng)中都會(huì)將輸入點(diǎn)設(shè)置成手動(dòng)狀態(tài)或者是自動(dòng)狀態(tài)。

1.2.2? ?輸出端

在機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中，通常需要對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行有效控制。而在對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制時(shí)，需要對輸出端進(jìn)行有效地處理，以便能夠?qū)⑤斎胄盘栠M(jìn)行有效傳遞。

2? ?機(jī)電自動(dòng)化控制中PLC關(guān)鍵技術(shù)

2.1? ?數(shù)字濾波技術(shù)

數(shù)字濾波技術(shù)是指將采集到的信號進(jìn)行有效處理，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果應(yīng)用到數(shù)字濾波器中，從而得到需要的信號。在對瀝青攪拌站機(jī)信號處理時(shí)，一般都是在數(shù)字濾波器中進(jìn)行處理。在實(shí)踐中，要合理地選擇數(shù)字濾波技術(shù)，并且要對數(shù)字濾波技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，以確保數(shù)字濾波技術(shù)發(fā)揮出更大的作用。

在數(shù)字濾波技術(shù)應(yīng)用中，首先要根據(jù)采集到的信號大小進(jìn)行濾波器選擇。如果采集到的信號比較大，則選擇低通濾波器。如果采集到的信號比較小時(shí)，選擇高通濾波器。其次，要根據(jù)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行選擇。最后，要根據(jù)實(shí)際情況對其進(jìn)行合理的應(yīng)用。

在實(shí)際應(yīng)用中，要根據(jù)系統(tǒng)輸入信號以及輸出信號來確定濾波器的類型和參數(shù)。機(jī)電設(shè)備控制常采用IR數(shù)字濾波技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)輸入信號是正弦波時(shí)，可以采用低通濾波器；當(dāng)系統(tǒng)輸入信號是方波時(shí)，可以采用高通濾波器；當(dāng)系統(tǒng)輸入信號是脈沖波時(shí)，可以采用高通濾波器。在實(shí)際應(yīng)用中，還需要根據(jù)實(shí)際情況來確定濾波參數(shù)和結(jié)構(gòu)。

2.2? ?系統(tǒng)抗干擾技術(shù)

在瀝青攪拌站自動(dòng)化控制中應(yīng)用PLC技術(shù)，也會(huì)受到很多干擾因素影響。只有對PLC技術(shù)應(yīng)用過程中所面臨的干擾因素進(jìn)行分析，并且還需要從多個(gè)方面進(jìn)行抗干擾處理，才能夠提升PLC技術(shù)應(yīng)用的有效性。

近年來，隨著PLC技術(shù)的快速發(fā)展，其抗干擾能力也得到了有效提升。在實(shí)際應(yīng)用中，通常采取多種抗干擾措施，具體包括：在輸入端使用電源濾波器和光電耦合器；輸出端使用交流穩(wěn)壓電源；增加隔離變壓器等。當(dāng)然在實(shí)際應(yīng)用過程中，還需要根據(jù)實(shí)際情況來采取不同的措施，如在輸入端使用電容濾波器、輸出端使用變壓器隔離等，確保PLC技術(shù)在瀝青攪拌站控制中的穩(wěn)定性和安全性。

2.3? ?網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

近年來，在瀝青攪拌站自動(dòng)化控制中也運(yùn)用了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，并取得了非常好的效果。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用到瀝青攪拌站自動(dòng)化控制中，能夠?yàn)樵O(shè)備提供更加穩(wěn)定、安全、高效的服務(wù)。其中現(xiàn)場總線技術(shù)可將控制系統(tǒng)與生產(chǎn)過程進(jìn)行連接，能夠?qū)?shù)據(jù)信息傳遞給各個(gè)工作站。

現(xiàn)場總線技術(shù)的硬件主要包括PC機(jī)、變頻器、傳感器、變頻器、現(xiàn)場控制器、電纜等。現(xiàn)場總線技術(shù)中的常見電纜為雙絞線和同軸電纜，其可以實(shí)現(xiàn)信號的有效傳輸，并能夠保證信息傳遞的安全性和穩(wěn)定性。

2.4? ?人機(jī)交互界面技術(shù)

人機(jī)交互界面技術(shù)是PLC技術(shù)中非常重要的一種技術(shù)，并且它也是當(dāng)前應(yīng)用最多的一種人機(jī)交互界面。當(dāng)前的瀝青攪拌站應(yīng)用了多種人機(jī)交互界面，主要有觸摸屏、人機(jī)界面以及圖形化編程。

在PLC系統(tǒng)中，觸摸屏是最常用的人機(jī)交互界面，并且它也是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的一種人機(jī)交互界面。當(dāng)前PLC系統(tǒng)中可應(yīng)用得觸摸屏種類很多，其中有觸摸屏、液晶屏幕以及 PC機(jī)等多種形式。

在PLC系統(tǒng)中，人機(jī)界面也是一種比較常見的人機(jī)交互界面，主要包括圖形化編程和編程語言兩種形式。目前，已有多種圖形化編程在PLC系統(tǒng)中得到了成功應(yīng)用，它主要是將用戶輸入到程序中的代碼通過圖形化編程來實(shí)現(xiàn)，并能夠讓用戶在屏幕上直接進(jìn)行操作。同時(shí) PLC系統(tǒng)中也應(yīng)用了多種人機(jī)交互界面，通過對人機(jī)交互界面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和安裝，能夠確保機(jī)電設(shè)備控制的安全性和穩(wěn)定性。

圖形化編程是當(dāng)前比較常見的一種 PLC系統(tǒng)控制技術(shù)，主要是將用戶輸入到程序中的代碼通過圖形化編程的方式進(jìn)行有效設(shè)計(jì)和安裝，從而實(shí)現(xiàn)用戶對程序的自主控制。PLC技術(shù)可應(yīng)用多種編程語言，其中包括匯編語言、C語言以及VB等多種形式。

3? ?典型應(yīng)用分析

3.1? ?系統(tǒng)組成及功用

本文以 PLC技術(shù)在瀝青攪拌站中的應(yīng)用為例進(jìn)行分析。瀝青攪拌站是一種集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)為一體的智能化加工設(shè)備，PLC通過對瀝青攪拌站輸入端輸入信號進(jìn)行讀取和分析，然后通過輸出端的輸出信號，完成對瀝青混合料生產(chǎn)過程的控制。

瀝青攪拌站控制系統(tǒng)主要由攪拌站主體、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測系統(tǒng)四部分組成。其中，PLC技術(shù)在瀝青攪拌站中的應(yīng)用，主要包括輸入信號的讀取和分析、輸出信號的接收和處理以及反饋信號的接收和處理等，最終實(shí)現(xiàn)對攪拌站設(shè)備的控制。

在對瀝青攪拌站進(jìn)行操作時(shí)，要先打開控制系統(tǒng)并設(shè)置相應(yīng)PLC系統(tǒng)，通過PLC系統(tǒng)完成對生產(chǎn)過程中各個(gè)信號的采集和分析。當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)信號有錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)自動(dòng)將錯(cuò)誤信息發(fā)送到PLC系統(tǒng)中。在瀝青攪拌站中應(yīng)用PLC技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制和檢測，大大降低了工作人員的工作強(qiáng)度和強(qiáng)度。同時(shí)還可以有效降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率、計(jì)量精度，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

3.2? ?軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)是PLC技術(shù)在瀝青攪拌站機(jī)電自動(dòng)化控制中的重要部分，主要是對系統(tǒng)中各個(gè)部分的功能進(jìn)行編程，并將其轉(zhuǎn)化為可供操作的指令，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

在設(shè)計(jì)PLC技術(shù)控制系統(tǒng)的軟件時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：一是要考慮到系統(tǒng)中各個(gè)部分之間的協(xié)調(diào)性和整體性，使PLC技術(shù)控制系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中不會(huì)出現(xiàn)任何問題；二是要保證PLC技術(shù)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的控制目標(biāo)，以確保機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全和可靠；三是要保證PLC技術(shù)控制系統(tǒng)具有良好的抗干擾能力，以避免在自動(dòng)化控制過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤指令。重點(diǎn)應(yīng)該做好系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)。

3.3? ?系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主程序包括系統(tǒng)初始化程序、啟動(dòng)程序、報(bào)警處理程序等。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，PLC技術(shù)控制系統(tǒng)可以通過對主程序的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對瀝青攪拌站的控制，提高生產(chǎn)效率。在進(jìn)行系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要根據(jù)瀝青攪拌站控制系統(tǒng)的功能，確定控制方案，并將其轉(zhuǎn)化為主程序的功能指令。然后再根據(jù)實(shí)際情況確定主程序中各個(gè)部分的功能，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的主程序功能指令。

在設(shè)計(jì)主程序時(shí)，可以采用梯形圖方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，也可以采用順序功能圖方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。在進(jìn)行PLC技術(shù)控制系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要按照順序功能圖來繪制出相應(yīng)的梯形圖，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的指令。然后再按照梯形圖對其進(jìn)行編寫和調(diào)試。

3.4? ?數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)

在機(jī)電自動(dòng)化控制中，數(shù)據(jù)采集程序是必不可少的部分，它能夠?qū)C(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可供操作的指令。

在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集程序時(shí)，應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：一是要保證采集程序能夠按照預(yù)定的程序進(jìn)行，以提高 PLC技術(shù)控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率；二是要保證數(shù)據(jù)采集程序具有較強(qiáng)的抗干擾能力，以防止在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障；三是要保證數(shù)據(jù)采集程序，能夠準(zhǔn)確地反映出機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中所存在的問題，以便于工作人員及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。

4? ?結(jié)束語

為了提高機(jī)電自動(dòng)化控制效果，本文對PLC技術(shù)的構(gòu)成及運(yùn)用邏輯進(jìn)行了概述，結(jié)合瀝青攪拌站的特點(diǎn)，對機(jī)電自動(dòng)化控制中PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，并從數(shù)字濾波技術(shù)、系統(tǒng)抗干擾技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和人機(jī)交互界面技術(shù)等方面對PLC應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。

在未來發(fā)展過程中，應(yīng)該不斷地優(yōu)化PLC技術(shù)，使其能夠適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)控制的實(shí)際需求。同時(shí)，在應(yīng)用PLC技術(shù)時(shí)，還應(yīng)該充分考慮到工業(yè)生產(chǎn)控制的實(shí)際情況，并根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的PLC技術(shù)，以使PLC技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化控制中得到更好地應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫超.機(jī)電自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的運(yùn)用[J].電子質(zhì)量，2022（6）：1-3.

[2] 唐培偉，李昕.PLC技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化控制中的應(yīng)用探究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2021（22）：226-227.

[3] 凌紅英.機(jī)電自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2020（1）：189+191.

[4] 陳龍，洪騰飛，張千朋.機(jī)電自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（8）：124.

[5] 鐘富昌.機(jī)電自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2018，49（19）：239.

[6] 郝中華.礦山機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用研究[J].中國設(shè)備工程，2022（24）：255-257.

[7] 英鵬程.PLC機(jī)電一體化技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2023，64（8）：80-82+85.

[8] 唐濤.PLC機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的有效應(yīng)用[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2023，13（4）：116-118.

[9] 段美燕.PLC機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2023，59（3）：180-182.