黑生海

（寧夏水電技師學院，銀川 750004）

目前，我國的機械工程智能化和信息化發(fā)展水平仍未達到預期效果。在國內人工智能技術持續(xù)發(fā)展的影響下，可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）技術與機械工程自動制造控制領域逐漸融合，并在借鑒國內外先進開發(fā)技術和設備生產經驗的基礎上，將PLC 技術與我國機械工程行業(yè)發(fā)展的實際需求相結合，對于我國的制造業(yè)轉型發(fā)展具有十分重要的促進作用。

1 PLC 技術的內涵

PLC 技術是一種面向控制過程及用戶所形成的自然語言綜合編程裝置，可以廣泛使用于工業(yè)環(huán)境的通用控制裝置[1]。從技術實質來看，PLC 技術始終以控制系統(tǒng)作為核心，集成了信息技術與控制系統(tǒng)，能夠滿足我國現(xiàn)代工業(yè)提出的全新需求。

2 機械工程控制系統(tǒng)中PLC 技術的應用優(yōu)勢

2.1 抗干擾優(yōu)勢

PLC 技術使用了信息技術及多種集成電路技術，以此為基礎形成的機械工程自動化控制系統(tǒng)內部包括大量的電路結構，使用性能得到明顯增強。PLC 技術在機械工程自動化控制中應用時，技術人員為了進一步提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，引入科技含量較高的抗干擾技術，并且通過加密和檢測系統(tǒng)的設置，確保PLC技術可以在工作環(huán)境和使用性能發(fā)生變化時，自動彈出預警窗口，尋找系統(tǒng)故障點，以便管理人員能夠第一時間解決存在的各種故障現(xiàn)象，強化外界因素抵抗能力的同時，提升系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性[2]。PLC 技術中引入了抗干擾技術，因此能夠應用于復雜的電氣線路以及工業(yè)企業(yè)的工作環(huán)境中。

2.2 存儲優(yōu)勢

在國內PLC 快速革新發(fā)展的影響下，系統(tǒng)的操作流程及結構越發(fā)簡潔。目前，PLC 技術工作流程以數據的輸入、輸出、存儲以及中央處理等為主，其中數據存儲的作用表現(xiàn)在編程函數邏輯存儲和記錄順序控制等方面。與傳統(tǒng)系統(tǒng)信息儲存方法相比，PLC 技術的信息儲存效率和安全性得到了有效保障，逐漸解決了存儲錯誤和數據丟失的問題。此外，PLC 技術可以引入云備份技術，系統(tǒng)整體儲存容量處于一種持續(xù)擴張的狀態(tài)，具有良好的耐用性，整體的成本投入較低，可以廣泛應用于工業(yè)企業(yè)操作數據較為復雜的工作環(huán)境。在機械工程的控制系統(tǒng)中，PLC 技術能夠根據實際的工作狀況形成可行性相對較強的工作程序，在存儲數據后由系統(tǒng)后臺進行自主解釋，保證及時處理各項流程問題，提高檢修工作的效率。

2.3 實用性優(yōu)勢

目前，PLC 技術中使用特定的線路接口，能夠與電路系統(tǒng)、端口等共同配合完成系統(tǒng)的控制工作。在不同的電路系統(tǒng)和端口中設置對應的開關，技術人員只需對開關進行操作，便能夠有效應用PLC 技術控制機械工程，實用性明顯增強。PLC 技術在機械工程自動化控制系統(tǒng)中的使用能夠從根源上改變傳統(tǒng)的運行管理模式，逐漸提高自動化水平。同時，PLC 技術能夠覆蓋工業(yè)企業(yè)中的諸多控制系統(tǒng)，使得機械工程控制系統(tǒng)的運行效率得到明顯提高。

3 PLC 技術在機械工程控制系統(tǒng)中的應用

3.1 用于生產自動化控制

在當前機械制造的背景下，我國的機械工程控制系統(tǒng)逐漸向著自動化方向發(fā)展，尤其是在機械生產的自動化控制中，PLC 技術和相關設備能夠在參數控制模塊和位置控制模塊等多個功能模塊的基礎上，實現(xiàn)機械工程自動化生產的目標。PLC 技術的應用要求相關人員全方位調查產品的生產過程，以需要控制的動作和監(jiān)控對象為基礎科學調整生產過程，并優(yōu)化模塊配置和組合方式，達到既定的自動化控制效果。

在PLC 控制模塊運行的過程中，參數模塊模擬可以幫助管理人員監(jiān)控整個生產流程，并且能夠將控制語句傳遞到監(jiān)控儀器，以此進一步提升監(jiān)控精度[3]。目前，絕大部分國家的機械工程控制系統(tǒng)都已經引入PLC 技術，用于實時監(jiān)控設備的運行狀態(tài)，有效提高機械工程的自動化控制水平，為機械行業(yè)精密儀器的生產提供必要的支持。

3.2 用于開關量控制

在機械工程運行過程中，開關量作為其中的通斷信號、無源信號，對于工程運行效率和機械設備的使用壽命都會產生最直接的影響。在機械工程控制系統(tǒng)自動化發(fā)展的過程中，PLC 技術能夠改變自動化管理過程形式。例如，可以修改編程儲存器的數據，以滿足工程電氣設備運行的需求。但實際工作中，工業(yè)企業(yè)在利用PLC 技術進行開關量控制過程中，需要明確分析該技術使用效率以及機械工程效率等方面的需求，確保有效更改PLC 系統(tǒng)的數據，使各項技術滿足應用標準要求[4]。工業(yè)企業(yè)在利用PLC 技術控制開關量的過程中，首先需要完成開關量的分析工作，逐漸提高工程的開關量效率和強度水平，并升級硬件設備，以此維護繼電器的穩(wěn)定性。

在開關量控制和設計環(huán)節(jié)，PLC 技術的應用需要相關人員優(yōu)先根據機床的控制功能形成有關控制和輸出信號間的邏輯關系，然后針對邏輯函數進行簡化，使用PLC 系統(tǒng)指令建立對應的函數關系。在控制指令完成編寫工作后，可以進行輸入/輸出（Input/Output，I/O）分配，最終形成邏輯關系的梯形圖。針對不同設備的特殊需求和功能添加對應的程序，并上機完成初步檢測，根據最終的測試結果進行數據調整。在數據測試工作完成后，便可以在后臺輸出PLC 控制指令，借此對開關量進行有效控制。

3.3 用于控制邏輯運算

在機械工程控制系統(tǒng)自動化發(fā)展過程中，PLC 技術在自動生產控制的邏輯運算以及處理環(huán)節(jié)發(fā)揮著十分重要的作用，可以通過開關量大小的控制以及數據處理、轉換、傳輸、篩查等實現(xiàn)邏輯運算控制的目標，保障工作結果的精度，并逐漸優(yōu)化工作組合。PLC 技術的邏輯運算功能通常會在生產數據的收集、分析以及生產工作總結提高方面發(fā)揮相應的作用，并廣泛應用于食品加工、金屬冶煉、造紙等行業(yè)。

在PLC 邏輯運算控制過程中，可以將其作為二進制開關，借此精確控制開關量，增加軟接觸點數量。自動化控制水平的明顯提升，能夠取代之前的繼電器功能，在系統(tǒng)能耗水平和成本方面的優(yōu)勢更加明顯，使得企業(yè)的生產運營成本明顯降低[5]。在相對較為簡潔的流水線生產工作中，PLC 技術可以用二進制開關進行1 和0 之間的相互轉換，確保能夠轉變不同工作流程，同時可以跳過裝置配置檢驗的環(huán)節(jié)，在提高生產效率的同時，進一步降低企業(yè)生產過程中的設備投入。在邏輯運算控制環(huán)節(jié)，PLC 技術的應用能夠幫助企業(yè)有效降低在人力和物力方面的投入，并使整體的操作更加便捷和可控，設備維修更為簡潔。

3.4 用于系統(tǒng)和遠程通信控制

PLC 不僅能夠控制機械工程自動控制系統(tǒng)中的各項儀器設備，同時能夠對設備自身進行管理控制[6]。換言之，PLC 技術能夠全方位檢測系統(tǒng)存在的問題，并按照對應的程序指令，及時開展系統(tǒng)故障檢修工作，確保自動化控制系統(tǒng)能夠保持正常穩(wěn)定的運行狀態(tài)。在機械工程控制系統(tǒng)中，任何處于自動化生產狀態(tài)設備的生產動作都需要經過PLC 設備的精密計算和調整，并處于實時監(jiān)控狀態(tài)，保障生產行為的穩(wěn)定性和安全性[7]。

在系統(tǒng)及遠程通信控制環(huán)節(jié)，PLC 技術會在生產設備每完成一步動作之后，精準計算動作存在的誤差。在經過多次數據計算后，如果系統(tǒng)后臺發(fā)現(xiàn)累計的誤差數值已經超過規(guī)定的誤差數值上限，PLC 系統(tǒng)便能夠通過數據對比及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的各種故障，并利用邏輯運算的方法在確定故障具體位置及發(fā)展程度的同時發(fā)出預警信號[8-10]。PLC 系統(tǒng)自身具備的高度開放性特征，使得不同系統(tǒng)間的遠程通信控制逐漸成為現(xiàn)實。為了確保不同系統(tǒng)遠程控制的穩(wěn)定性，需要管理人員對聯(lián)網通信模塊和信息傳輸接口定期開展維護工作，確保二者都能夠處于正常穩(wěn)定的運行狀態(tài)，維持遠程通信控制的穩(wěn)定性。

4 機械工程控制系統(tǒng)中PLC 技術的發(fā)展方向

在我國智能制造持續(xù)發(fā)展的背景下，各項智能制造技術在機械工程控制系統(tǒng)中逐漸推廣[11-12]。在電氣控制裝置中，可以通過引入各種自動化生產裝備，在滿足機械制造及工業(yè)自動化控制需求的前提下，促進PLC 技術的智能化與模塊化發(fā)展。今后PLC 技術的功能模塊會變得更加完善，并在成本功耗、可靠性方面有著明顯的優(yōu)勢。其所使用的遠程輸入/輸出（Input/Output，I/O）以及通信網絡和圖像顯示傳輸功能都能夠向著集成化方向發(fā)展，逐漸提高PLC 控制系統(tǒng)的智能化水平[13-14]。近年來，PLC 生產廠家的中央處理器（Central Processing Unit，CPU）和物理層上的通信結構技術取得了相應的發(fā)展成果。在現(xiàn)代通信網絡的加持下，借助遠端系統(tǒng)平臺，綜合使用以太網促進工業(yè)制造系統(tǒng)的智能化發(fā)展，逐漸提高機械工程自動化生產中PLC 的建設水平，這是未來自動化生產的必然發(fā)展趨勢。

5 結語

機械工程控制系統(tǒng)在現(xiàn)代技術發(fā)展價值的影響下越發(fā)完善，PLC 自動控制技術與其融合應用為我國機械制造業(yè)的智能化、現(xiàn)代化發(fā)展提供了全新的技術支持，并展現(xiàn)出可用性、可優(yōu)化性等多方面的價值。為了提高我國機械工程控制系統(tǒng)的信息化發(fā)展水平，要求相關企業(yè)在開關控制、順序控制等多個環(huán)節(jié)中合理引入、革新PLC 技術，全面發(fā)揮該技術與機械工程自動控制技術的融合應用優(yōu)勢，為機械工程的自動化生產和發(fā)展提供助力。