摘 要:為了持續(xù)提升機(jī)電自動(dòng)化控制水平,文章針對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究以及分析。研究在簡(jiǎn)單探討PLC技術(shù)基本內(nèi)涵的前提下,針對(duì)機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中PLC技術(shù)應(yīng)用表現(xiàn)出的兼容性以及抗干擾性等方面的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析,同時(shí),研究結(jié)合目前機(jī)電自動(dòng)化控制工作中PLC應(yīng)用涉及的系統(tǒng)抗干擾、數(shù)字濾波、人機(jī)交互界面等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。在此基礎(chǔ)上,從開(kāi)關(guān)量控制、閉環(huán)控制、順序控制等多個(gè)層面出發(fā),針對(duì)PLC技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞:機(jī)電自動(dòng)化控制 PLC技術(shù) 應(yīng)用
隨著我國(guó)現(xiàn)代機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)體系的持續(xù)發(fā)展以及完善,為了提高機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率,PLC技術(shù)憑借其在兼容性、實(shí)用性等多方面的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在機(jī)電自動(dòng)化控制中逐漸推廣。PLC的全稱是可編程邏輯控制器,屬于典型的可編程控制技術(shù),也是當(dāng)下電子信息技術(shù)發(fā)展過(guò)程中所形成的全新成果,有著明顯的專業(yè)性特征。在PLC技術(shù)用于機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的前提下,系統(tǒng)在運(yùn)作期間能夠根據(jù)外界環(huán)境的變化自主進(jìn)行,可以滿足不同環(huán)境下的操作以及運(yùn)行需求。系統(tǒng)后臺(tái)形成的程序以及流程指令能夠變得更加多樣,可以借助專業(yè)的后臺(tái)軟件針對(duì)已有的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化的搜集以及處理,從而在開(kāi)關(guān)量控制、順序控制等方面發(fā)揮相應(yīng)的作用。為此,文章針對(duì)PLC技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用進(jìn)行研究,從而為機(jī)電自動(dòng)化控制的調(diào)整優(yōu)化提供參考。
1 PLC技術(shù)概述
PLC技術(shù)作為典型的可編程控制技術(shù),其中文全稱是可編程邏輯控制器,本質(zhì)上是在當(dāng)下的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中較為常見(jiàn)的一類數(shù)字化計(jì)算機(jī)。PLC在運(yùn)行期間能夠?qū)崟r(shí)轉(zhuǎn)化傳感器、執(zhí)行器傳送而來(lái)的各種信號(hào),在將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)之后,可以通過(guò)初步處理逐漸上傳到執(zhí)行機(jī)構(gòu)或是顯示設(shè)備上,確保相關(guān)人員能夠針對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行管控。PLC技術(shù)在運(yùn)行期間完全可以針對(duì)已有的設(shè)備通過(guò)添加對(duì)應(yīng)的程序或者是修改運(yùn)行參數(shù),保障在自動(dòng)化控制系統(tǒng)過(guò)程中有著良好的適應(yīng)性。PLC技術(shù)編程期間的語(yǔ)言較為簡(jiǎn)潔,并且編程操作十分簡(jiǎn)單,調(diào)試以及維護(hù)工作的難度相對(duì)較低,使得自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行生產(chǎn)效率明顯提升。此外,PLC技術(shù)可以通過(guò)聯(lián)網(wǎng)以及組態(tài)管理進(jìn)一步提高自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行的智能化水平,具體結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。
與之前傳統(tǒng)的機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)相比,PLC技術(shù)在方案設(shè)計(jì)以及參數(shù)調(diào)整等方面有著明顯的優(yōu)勢(shì),意味著相關(guān)人員能夠利用系統(tǒng)后臺(tái)及時(shí)監(jiān)控機(jī)械設(shè)備的具體運(yùn)行狀況以及關(guān)鍵參數(shù)[1]。在出現(xiàn)各種錯(cuò)誤操作或者是系統(tǒng)故障時(shí),后臺(tái)能夠根據(jù)數(shù)據(jù)變化自主進(jìn)行診斷,提出相對(duì)應(yīng)的解決措施,這也代表機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行變得更加穩(wěn)定。同時(shí),計(jì)算機(jī)控制技術(shù)也能夠與PLC技術(shù)相互融合,通過(guò)引入智能化生產(chǎn)模式以及多樣化測(cè)量設(shè)備、傳感器,從而提供更加精確完善的數(shù)據(jù),這也代表機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以在相關(guān)數(shù)據(jù)的加持下及時(shí)進(jìn)行調(diào)整以及優(yōu)化。
2 機(jī)電自動(dòng)化控制工作中PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
2.1 抗干擾優(yōu)勢(shì)
PLC技術(shù)在用于機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí),其應(yīng)用形式大致可以分為軟件和硬件兩種,使其抗干擾性能水平相較于其他技術(shù)明顯提升。該項(xiàng)技術(shù)在應(yīng)用期間通常會(huì)針對(duì)機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)引入分段式結(jié)構(gòu),這也代表系統(tǒng)運(yùn)行期間的電源變壓器能夠與其他不良因素有效隔離,變壓器容量不僅有所提升,同時(shí)在運(yùn)行期間可以避免因?yàn)殡娫措娋W(wǎng)運(yùn)行而產(chǎn)生的干擾現(xiàn)象[2]。此外,在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行期間,信號(hào)源以及信號(hào)線通常都會(huì)產(chǎn)生一定的信息差,PLC技術(shù)可以利用硬件過(guò)濾器對(duì)其進(jìn)行處理,有效規(guī)避外部信號(hào)產(chǎn)生的干擾現(xiàn)象。隨著PLC技術(shù)的持續(xù)推廣以及應(yīng)用,通過(guò)使用共模扼流圈以及濾波元件兩種元件,代表在運(yùn)行期間的輸入濾波電路可以有效地規(guī)避因?yàn)殡姶泡椛洚a(chǎn)生的干擾。在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中引入的定時(shí)器這類設(shè)備不僅能夠有效地維護(hù)信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性,而且可以規(guī)避外界干擾信號(hào)對(duì)于信號(hào)傳輸產(chǎn)生的各種負(fù)面影響。
2.2 兼容優(yōu)勢(shì)
PLC技術(shù)在應(yīng)用期間可以通過(guò)使用邏輯運(yùn)算處理方法形成對(duì)應(yīng)的功能模塊,并與電源、內(nèi)存等多個(gè)設(shè)備以及模塊共同發(fā)力,有效收集和處理各種數(shù)據(jù)以及信息,這也代表機(jī)電自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行效率和質(zhì)量能夠得到明顯提升??傮w看來(lái),PLC技術(shù)與其他的機(jī)電自動(dòng)化控制技術(shù)相比,兼容性優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)得更加明顯,整個(gè)技術(shù)以及相關(guān)設(shè)備中的邏輯、運(yùn)算、驅(qū)動(dòng)等功能能夠針對(duì)多種類型的I/O模塊進(jìn)行集成化處理,可以結(jié)合控制系統(tǒng)運(yùn)行的具體需求進(jìn)行系統(tǒng)功能升級(jí)以及拓寬。此外,單一化的平臺(tái)開(kāi)發(fā)方法使得控制系統(tǒng)模塊能夠?qū)崿F(xiàn)分布式操作的目標(biāo),可以根據(jù)外界的具體生產(chǎn)需求隨時(shí)添加各種功能以及插件。PLC技術(shù)在應(yīng)用期間所使用的編程語(yǔ)言相對(duì)較為簡(jiǎn)潔,意味著系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)調(diào)試無(wú)需投入較多的時(shí)間成本,甚至可以在規(guī)避拆機(jī)現(xiàn)象的狀況下,對(duì)于控制方案進(jìn)行升級(jí)。
3 機(jī)電自動(dòng)化控制中所涉及的關(guān)鍵PLC技術(shù)
3.1 抗干擾技術(shù)
PLC技術(shù)在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中所具備的抗干擾優(yōu)勢(shì),與其抗干擾技術(shù)之間有著密切的聯(lián)系。總體看來(lái),可以在系統(tǒng)的輸入端搭配使用光電耦合器以及電源濾波器或者將交流穩(wěn)壓電源用于輸出端,又或者可以選擇將隔離變壓器添加到機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,這些方法都能夠有效地規(guī)避外界干擾因素對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)面影響[3]。但在具體應(yīng)用操作的過(guò)程中,卻需要根據(jù)實(shí)際的狀況,針對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的使用效果以及可用性進(jìn)行研究以及分析,從而選擇恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)方案,確保機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效能能夠達(dá)到最佳狀態(tài)。
3.2 數(shù)字濾波技術(shù)
該項(xiàng)技術(shù)的本質(zhì)便是在有效處理已經(jīng)采集到信號(hào)的前提下,通過(guò)數(shù)據(jù)運(yùn)算,將最終的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行應(yīng)用,最終獲得所需的相關(guān)運(yùn)行信號(hào)。數(shù)字濾波技術(shù)的應(yīng)用要求相關(guān)人員根據(jù)已經(jīng)采集到的信號(hào)狀況,科學(xué)地選擇濾波器。如果信號(hào)規(guī)模相對(duì)較大,可以選擇使用低通濾波器,反之可以選擇高通濾波器。在此之后,要根據(jù)目前機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,科學(xué)地選擇相關(guān)設(shè)備??傮w看來(lái),系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)是整個(gè)濾波器選擇的核心因素,相關(guān)人員可以以此確定所需的設(shè)備類型以及參數(shù)。目前的機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)通常是以IR數(shù)字濾波技術(shù)作為核心技術(shù),在系統(tǒng)輸入信號(hào)處于正弦狀態(tài)時(shí),可以選擇使用低通濾波器,反之則可以選擇使用高通濾波器。
3.3 人機(jī)界面交互
在PLC技術(shù)應(yīng)用期間,人機(jī)交互是以最為常見(jiàn)的觸摸屏作為交互界面。目前PLC系統(tǒng)中能夠使用的觸摸屏類型變得更加豐富,人機(jī)界面形式是以圖形化編程以及編程語(yǔ)言為主。目前在PLC技術(shù)應(yīng)用期間,圖形化編程的應(yīng)用變得越發(fā)普遍,能夠通過(guò)圖形化編程的方法,保障用戶將輸入到程序中的代碼進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理,在屏幕上直接進(jìn)行操作?;赑LC技術(shù)形成的人機(jī)交互界面變得更加多樣,可以在合理設(shè)計(jì)以及安裝的前提下,由管理人員針對(duì)機(jī)電設(shè)備自主進(jìn)行管控。
4 機(jī)電自動(dòng)化控制中的PLC技術(shù)應(yīng)用
4.1 用于開(kāi)關(guān)控制
在機(jī)電自動(dòng)化控制工作中,PLC技術(shù)的應(yīng)用并非單純局限在邏輯設(shè)備轉(zhuǎn)換控制模式,而是可以通過(guò)程序邏輯的靈活使用,以此對(duì)各項(xiàng)控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)化、智能化的管理。PLC能夠在各種執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中,憑借其編程語(yǔ)言簡(jiǎn)潔性以及編程操作的靈活性特征,針對(duì)之前形成的復(fù)雜控制邏輯進(jìn)行轉(zhuǎn)化處理,使得系統(tǒng)中的功能模塊程序變得更加簡(jiǎn)潔,這也代表在控制節(jié)點(diǎn)處理工作能夠有效避免因?yàn)榭刂破鞴δ芊矫娴南拗贫a(chǎn)生的性能問(wèn)題。PLC技術(shù)能夠通過(guò)使用模擬量輸入以及數(shù)字量輸出兩種模塊,在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行期間,實(shí)時(shí)搜集諸如溫濕度等方面的關(guān)鍵數(shù)據(jù),根據(jù)外界環(huán)境以及生產(chǎn)要求下達(dá)控制指令,保障機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?qū)τ谕饨绛h(huán)境的各項(xiàng)參數(shù)變化有著較高的敏感性,第一時(shí)間作出改變[4]。在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,PLC技術(shù)不僅能夠單純地針對(duì)物理開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制,同時(shí)各項(xiàng)智能算法也能夠在實(shí)時(shí)收集并反饋數(shù)據(jù)結(jié)果的前提下,根據(jù)外界的環(huán)境變化進(jìn)行自主調(diào)節(jié)。因?yàn)镻LC技術(shù)在數(shù)據(jù)分析處理等方面有著明顯的能力優(yōu)勢(shì),可以在系統(tǒng)的操作界面執(zhí)行各種較為簡(jiǎn)潔且完善的指令,系統(tǒng)運(yùn)行流程能夠基本處于正常狀態(tài),各項(xiàng)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行效率明顯提升。在機(jī)電化自動(dòng)控制系統(tǒng)中,為了保證控制工作效果能夠達(dá)到最佳狀態(tài),PLC技術(shù)通常會(huì)在整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)中進(jìn)行集成使用,能夠與傳感器、執(zhí)行器等相關(guān)設(shè)備建立協(xié)同關(guān)系。
4.2 用于順序控制
在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,PLC技術(shù)同樣能夠在順序控制方面發(fā)揮相應(yīng)的作用,代表產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程有著明顯的協(xié)調(diào)性優(yōu)勢(shì)。在順序控制過(guò)程中,PLC技術(shù)的應(yīng)用同樣需要與電氣設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)建立聯(lián)系,又是以現(xiàn)場(chǎng)的傳感器、主戰(zhàn)層和遠(yuǎn)程層作為核心組成部分,在編程以及各項(xiàng)功能模塊有機(jī)組合的前提下,電氣設(shè)備的PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠根據(jù)外界的環(huán)境變化,優(yōu)化已有功能模塊,進(jìn)行遠(yuǎn)程的順序控制,機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量能夠得到保障。在PLC技術(shù)應(yīng)用期間,相關(guān)人員針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)傳感器、主站層以及遠(yuǎn)程層合理進(jìn)行調(diào)控以及分析,可以在實(shí)時(shí)搜集以及反饋相關(guān)數(shù)據(jù)的前提下,根據(jù)外界環(huán)境變化以及產(chǎn)品的生產(chǎn)要求,主動(dòng)調(diào)整控制指令,使得機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠根據(jù)外界環(huán)境變化實(shí)時(shí)進(jìn)行調(diào)整,其運(yùn)行變得更加穩(wěn)定。
4.3 用于模擬量控制
隨著外界環(huán)境的變化以及運(yùn)行時(shí)間的不斷延長(zhǎng),產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的各種設(shè)備電流、電壓、溫度等參數(shù)也會(huì)出現(xiàn)明顯的變化。因?yàn)檫@些物理量正處于隨時(shí)變化的狀態(tài),也被人們稱為模擬變量。在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠通過(guò)使用現(xiàn)代化傳感器,針對(duì)模擬量這類外部信號(hào)實(shí)時(shí)進(jìn)行采集以及分析??紤]到控制系統(tǒng)只能夠針對(duì)數(shù)字量進(jìn)行計(jì)算以及處理,可以借助PLC技術(shù)中的轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的數(shù)字量[5]。在系統(tǒng)后臺(tái)得到對(duì)應(yīng)的數(shù)字結(jié)果之后,可以通過(guò)轉(zhuǎn)換器再次將其轉(zhuǎn)化為模擬量進(jìn)行輸出。從整個(gè)機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的模擬量控制層面來(lái)看,控制效果必然會(huì)受到信號(hào)轉(zhuǎn)換速度以及內(nèi)容精度等多種因素的影響,因?yàn)镻LC技術(shù)已經(jīng)表現(xiàn)出了數(shù)字處理等方面的優(yōu)勢(shì),可以在完成轉(zhuǎn)化之后進(jìn)行數(shù)字的基礎(chǔ)加減乘除等運(yùn)算,并且開(kāi)方、浮點(diǎn)這類高級(jí)運(yùn)算也能夠根據(jù)實(shí)際狀況自主運(yùn)行,信號(hào)轉(zhuǎn)換的速度和精度能夠滿足現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的要求,使得模擬量控制工作能夠達(dá)成預(yù)期的目標(biāo)。
4.4 用于變頻控制
在整個(gè)機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中,變頻控制作為其中的核心組成部分,PLC技術(shù)能夠針對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀況及時(shí)進(jìn)行調(diào)控。變頻器通常會(huì)在輸送機(jī)的控制環(huán)節(jié)發(fā)揮相應(yīng)的作用,根據(jù)外界環(huán)境以及生產(chǎn)要求變化精確進(jìn)行調(diào)速,這也代表在生產(chǎn)期間輸送機(jī)的速度基本能夠處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。此外,在實(shí)踐操作的過(guò)程中,輸送機(jī)速度也需要根據(jù)外界環(huán)境變化進(jìn)行調(diào)控,變頻器的使用能夠全面提高運(yùn)行操作的便捷性。對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)作為一種較為常見(jiàn)的物塊檢測(cè)技術(shù),通常也會(huì)在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)中逐漸推廣,主要體現(xiàn)在裝卸以及輸送機(jī)這類設(shè)備中,能夠向檢測(cè)區(qū)域利用發(fā)射器發(fā)射對(duì)應(yīng)的光束。在光線被阻擋時(shí),接收器會(huì)對(duì)產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí),企業(yè)需要對(duì)對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)整以及優(yōu)化,如果檢測(cè)物體的透明度相對(duì)較差,則可以使用對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢測(cè)以及控制。
5 總結(jié)
現(xiàn)如今,在機(jī)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行期間,PLC技術(shù)憑借自身在可編程以及控制便捷等多方面的優(yōu)勢(shì)逐漸得到推廣和應(yīng)用,能夠有效屏蔽因?yàn)橥饨缧盘?hào)產(chǎn)生的各種干擾因素。同時(shí),PLC技術(shù)也能夠與多種類型的I/O模塊進(jìn)行兼容處理,可以根據(jù)外界環(huán)境的變化隨時(shí)進(jìn)行升級(jí)以及調(diào)控。從機(jī)電自動(dòng)化控制運(yùn)行過(guò)程來(lái)看,PLC技術(shù)在應(yīng)用期間,抗干擾技術(shù)、數(shù)字濾波技術(shù)以及人機(jī)交互界面變得越發(fā)完善,已經(jīng)在開(kāi)關(guān)控制、順序控制、模擬量控制、變頻控制等多個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮相應(yīng)的作用。相關(guān)單位需要根據(jù)機(jī)電自動(dòng)化控制的具體要求,選擇使用相應(yīng)的PLC技術(shù),提高機(jī)電自動(dòng)化控制的效果。
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