機械工程與自動化中PLC技術的應用

黃建民

摘要：PLC技術是計算機技術和傳統機電控制技術之間的橋梁，運用該技術避免了傳統機電控制系統的構造復雜、可靠性差、能耗高等劣勢，利用計算機的高速運算能力，靈活處理和分析現場工作的生產情況，并對生產狀態進行實時監控，能夠簡單易行地實現工廠生產操作過程，降低了人員的使用門檻。

關鍵詞：機械工程;自動化;PLC技術;應用

1? PLC技術概述

PLC是在傳統的繼電接觸控制技術基礎上改造而來的，通過微處理器的應用，有效地避免了該技術高耗低能的缺點，且無需專門的計算機編程語言，指令形式簡單，易于調試，可發展空間大，被廣泛應用于機械工程電氣自動化控制系統中。此外，PLC的存儲區是可編程的，可根據自動化控制系統的指令信息，完成相應的邏輯計算，而其中的控制器可進行多次掃描，并將掃描結果傳輸給執行模塊，由中央處理器循環性的執行程序。應用PLC技術的電氣自動化控制系統中，僅有輸入、輸出兩類接線端口，通過調整存儲器程序來實現控制目標。

隨著工業需求的變化，PLC技術體系正在不斷不完善，例如說基礎性能的增強，抗干擾是PLC控制系統的基礎性能，人們發現使用隔離變壓器屏蔽干擾源，或將LC濾波電路設置在電源處，均能夠有效提升該系統的抗干擾能力，繼而避免因為電磁場等的干擾影響指令的傳達執行。

2? PLC技術的特點

PLC技術涵蓋了過程控制、位置控制、生產監控、順序控制和生產管理等多項生產過程，通過控制設備和PLC處理核心的信息交流達到完成設備的復雜操控，對于目前的信息交流最主要的是維持信息交流的準確性和穩定性。相對于其他的技術而言，目前的PLC技術仍是進行數據傳遞和共享最穩定的方式。PLC技術具有以下幾個特點：第一，使用國際標準通信協議。PLC設備生產商為保證PLC技術的推廣和用戶使用的便利性，定制了標準化的國際通信協議，使得市場中各種不同品牌的PLC設備能夠相互替代，方便了用戶的維修保養，同時也提高了PLC產品的市場開放程度。第二，現場總線與PLC接口的契合度極高幾乎所有的PLC生產商都進行現場總線的生產，并在市場中得到廣泛流通。像DeviceNet、Profibus、AS-I總線集中總線已經在國家標準中進行了詳細的規定。這些標準化的現場總線保證了其余PLC接口的契合度的高度一致，從而提高了通信的穩定性。第三，程序算法逐漸簡化PLC生產商為減輕用戶的使用難度，專門設計了連接計算機和PLC設備的通信軟件，將復雜的程序進行翻譯，減少了用戶使用過程耗費的時間，同時也使得對PLC的使用人員的專業素質要求降低，提高了PLC設備的易用度。

3? PLC技術在機械工程中的應用現狀

受傳統經營管理模式的影響，PLC技術在機械制造業領域的應用效率較低，加上機械制造業發展速度較慢、管理人才缺乏、技術水平較低，使得PLC技術在機械工程領域的應用受到了嚴重限制，導致工程生產效率低下。另外，PLC技術在機械工程領域中的應用還存在一些技術缺陷，突出表現為機械設計生硬，缺乏技術創新等，在很大程度上影響了企業PLC的自動化生產。

4PLC技術在機械工程的應用

4.1生產自動化控制

4.1.1柔性自動化技術

柔性自動化技術是PLC技術中常用的技術，這種新興技術主要是基于計算機信息技術基礎上發展而來的。在應用時，不僅有助于實現操作技術自動化，而且還可以在確定加工目標前提下實施智能操作?，F階段，柔性技術作為機械工程中重要的技術類型，結合了信息技術、計算機設備和機械生產技術，提高了機械工程設備的優越性，對機械制造工業的進步有著重要的意義。既可以在很大程度上提高生產的數量、質量和效率，又可以降低產成本，幫助企業獲得更多的產品效益。

4.1.2集成自動化技術

集成技術主要是指對現階段使用的信息技術進行不斷改進，提高機械制造的具體化，同時，實現機械制造中各種相關技術與信息高效集成，促進機械生產擴大，增強設備的集成能力。這也是集成技術的優勢所在，使得技術在機械工程應用中更具普遍性。另外，由于集成技術包含很多方面，如數據庫集成、工業系統設計和質量系統工程等。在這些方面，集成技術都可以發揮一定的優勢，但是現階段集成自動化技術主要應用于機械工程領域的產品研發、生產和控制中。

4.1.3智能自動化技術

智能自動化技術是指對神經網絡人工智能等技術實施過程模擬，實現對數據信息的自動化分析和采集。這一技術在應用時，既提高了機械智能化的操作水平，又推動了集成化自動化控制技術完善。將其應用在機械工程，集中技術的優勢，可以將人工智能技術融入到機械制造過程中，既提高了對機械設備生產過程的自動化監控，又降低了人力成本的使用，減少了企業的人力資本投入。另外，利用智能技術識別神經網絡信息，不僅可以在識別過程中保證智能技術的適應能力，而且還可以及時、快速解決各種突發事件，提高機械設備運行的安全穩定性。

4.2控制邏輯運算

將PLC技術應用在機械工程自動化生產和控制中時，可以將相應的技術裝置視為二進制開關，然后利用適合的邏輯運算，實現對機械工程生產中應用設備的精確的控制。同時，將PLC技術應用在機械自動化工程生產中，可以借助開關量大小和數據處理實現對開關的有效控制，進而實現邏輯運算控制，提高機械設備應用效率。另外，由于使用PLC技術進行邏輯運算控制時，這一技術還具備收集生產數據的功能，使得PLC技術可以廣泛應用在金屬冶煉、食品加工等制造工業中。

4.3遠程通信控制和系統控制

PLC技術有著廣泛的使用空間，可以應用在很多的領域中，其中遠程通信控制與系統控制就是應用的重點方向之一。在實際應用中，既改變了原有的生產控制模式，提高了生產的效率，又進一步實現了對機械設備的自動化控制。從遠程控制方面而言，將PLC技術應用在機械設備中，可以及時、有效地感知到設備運行中存在的問題，并借助一定的邏輯運算實現系統故障問題報警，提醒相關人員及時進行處理，促進設備的正常運轉。而從系統控制方面而言，PLC技術的應用便于及時對存在的問題進行處理，提高了對設備的維護和保護力度。

5? PLC自動化技術的發展趨勢發展前景

在激烈的市場競爭環境下，機械制造技術將會迎來更加廣闊的發展前景，加上人們對產品質量要求不斷提升，為了滿足人們的產品需求，相關人員需要采取有效措施不斷改進機械制造業的工程技術形式，從而在最大程度上降低勞動者的勞動強度，提升產品質量。以供水系統發展實際情況來看，PLC技術在供水系統中的應用能通過變頻調速控制方式來對水壓進行合理把控。基于PLC技術控制下的變頻調速供水系統還能根據實際需要來調節水資源的消耗，在確保系統穩定運行的同時減少資源、能源的消耗。

結束語：在生產制造行業中，電氣機械已逐步代替了人工，在能源的驅動下為社會不斷創造豐富的物資，而隨著計算機技術的發展與廣泛應用，人們開始研究機械工程及其自動化控制，以期降低人工運營成本，提高工業制造效率。電氣自動化技術由自動化軟件、硬件以及系統這三個組成部分，其核心技術為PLC技術，通過開關控制和順序控制等多種方式，能夠實現電氣機械工程的自動控制調配。

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