機械工程與自動化中PLC技術的應用分析

李志宇 徐瀟雨 賴慧航 鄭瑋強 蘇志達

摘 要：PLC又稱可編程程序控制器，主要指的是一種基于微型計算機的工業自動控制設施。隨著時代的不斷進步以及發展，PLC依靠自身的高實用性價值、高效率等特點，逐漸在我國的多個關鍵領域中取得了較為可觀的發展。本文主要對機械工程與自動化中PLC技術的應用加以分析和研究。

關鍵詞：機械工程;自動化;PLC技術;應用分析

一、PLC技術及其特點概述

對現如今的工業領域而言，PLC已經可以作為一種較為典型的單臺設備自動化控制設備，具備抗干擾性強以及編程便捷性較高等多種優勢性特點。近年來，隨著PLC技術的不斷發展，相關的軟件以及技術開發等工作都取得了較為可觀的成效。同時，基于PLC技術存在較高的技術性，不僅是在機械方面，在電氣以及冶金方面也具有較為廣泛的應用（如圖1），是支撐自動化控制的基礎動力[1]。

PLC技術的特點主要包括：第一，使用基于國際標準的通信協議。為了提升PLC的使用便捷性以及對其的宣傳效果，各生產方要求所生產的設備統一應用基于國際標準的通信協議，如此一來，便使得各種不同出處的PLC產品的互換可能性大幅度提升，同時，也有效提升了PLC后期修復的便捷性和以及效率。第二，程序編輯便捷性較高。生產PLC的多數廠家均依照用戶的現實需求，在設備中加設計算機軟件等，目的是為了降低用戶編程的實際工作壓力，擴大了PLC編程的應用范圍，加大了PLC編程的應用廣泛性。

第三，現場總線界面間具有較高的契合度。多數生產PLC的廠家均會生產現場總線，并會將其較為良好的應用在通信領域中，對促進通信的穩定性提升起到了積極影響。第四，具備較高的技術操作性。大多PLC技術都可以促使相應程序發揮出語言互譯管理的職能，使得用戶可以更為快速、準確的了解相應的語言結構及模式，有助于充分發揮程序的實效性。同時，可以良好發揮自動翻譯職能的PLC技術，也可以保障用戶在翻譯后實施的多種后續操作。

二、機械工程與自動化中PLC技術的應用分析

PLC技術對于提升數字化運算效率以及更好的維護機械運轉存在十分重要的意義，并可以通過和傳統繼電技術加以合理結合的方式，促使相應的自動化系統于互聯網滿足常規性的技術要求。PLC技術存在的價值本身就極高，對其加以合理應用，不僅對促進工業領域的發展具有積極意義，也可以有效提升工業生產的效率以及便捷性。同時，現如今，PLC顯然已經成為了當今時代工業領域中應用極為廣泛的管理設施及項目結構，促使自動化系統整體管控結構的實效性充分發揮出來，既可以達到提升自動化項目效率以及改良機械工程的目的，也有助于更好的突顯相應技術結構各方面的優勢性價值[2]。

（一）生產系統自動化控制

將PLC技術與具體的生產系統結構加以合理融合，促使生產系統中的PLC技術實效性充分發揮出來，對良好的構建高實效性的順序控制模塊以及主體控制模塊等具有的十分積極的影響，促使各個環節的工作均可以在相應的操作結構中發揮出較高的實用性價值。在具體進行各環節生產操作時，基于PLC技術，用戶便可以以生產的現實需求及相應的生產環境為基礎，依照生產過程中的監控以及操作對象的實際特點，對PLC控制指令實施一定的改造，進而達到對PLC控制模塊的組合形式加以改良的目的。如此一來，便可以在有效控制模塊數量的前提下，對多元化的生產進程實施合理控制，確保相應自動化系統可以順利運行。

對PLC控制系統中存在的模擬參數控制模塊加以合理應用，具體指，經由輸入相應指令的方式，基于PLC技術，對生產過程中的某一變量的變化情況進行實時監控，并在其滿足相應條件時，對相應的設備或者及其等實施個別操作，直到所監控的變量不滿足相應條件了為止。以飲水機為例，該設備便是經由對熱水槽中水溫度的實時變化情況加以監控的方式，實現對加熱電路工作狀態的控制的。在上述過程中，PLC對水溫度的變化情況實施的實時監控即為過程化控制。近年來，大多數的國家逐漸開始重視對PLC技術加以廣泛應用，并已經利用PLC技術，實現了對自動化設備以及機械工程的監控。同時，對PLC技術進行科學、合理的應用，不僅有助于加快工業自動化的發展腳步，也可以為相應企業創造出更多的經濟效益，對促進國家乃至世界經濟水平的提升具有至關重要的意義。此外，該技術現如今也被較為廣泛的應用在了電力、食品等諸多工業領域中，促使以往的生產制造模式得以優化，對提升國民的整體生活質量具有積極影響。

（二）邏輯運算

PLC技術的主要構成部分即為數字運算，從對自動化控制系統的分析來看，PLC技術現如今應用較為廣泛的計算方法包括邏輯運算以及數據處理，促使自動化控制系統的數據篩選以及數據運算等功能得以良好發揮出來。同時，經由合理應用PLC技術的方式，可以有效提升數據排查、分析以及整理的效率和實效性，大幅度提升了對比優化等工作的整體效率。如，現如今的多數電力生產企業等，均是通過對PLC技術加以有效應用的方式，對相應數據進行實時監控的。此外，PLC也能發揮出二進制開關具有的職能，對控制軟接觸點數量、促進自動化系統的實效性發揮具有積極意義。

傳統的繼電器相比較而言，PLC技術的能量損耗更低，與現如今的環保型社會理念較為契合。同時，高機械化的系統，也有助于大幅度降低企業投入的人力資源，對提升勞動力價值起到了積極影響。此外，將PLC技術合理應用于企業的流水線工作中，可以直接促使PLC行使二進制的開關功能，無需另行安裝檢驗設備，對提升系統的簡潔性以及整體工作效率具有積極意義，有利于為企業創造更多的經濟效益[3]。

（三）遠程通信控制及系統控制

現如今，在具體應用現代化的機械自動化控制系統時，對其他技術結構實施的控制操作，一般都是依靠PLC技術進行的。同時，基于國家科學技術水平以及創新水平的逐漸提升，PLC現下也被廣泛的應用于自動化系統中，促使系統自身可以依照相應的指令對發生的邏輯型措施實施有效的排查和糾正。此外，在實際應用工業化自動化生產操作時，經由利用PLC技術的方式，可實現對機械操作的每一個環節的有效控制，并可以在相應環節工作結束后，依照具體的工作完成狀況，反饋所累積的誤差值，倘若所累積的誤差值大于所規定范圍，那么則表示該設備具有異常運行的問題，相應的自動化系統也會同時產生邏輯紊亂問題，無法正常運行。基于此種情況下，PLC控制系統便可以實時對問題的產生原因實施有效排查，并在確認問題后，立即告知相應用戶。最后，由于PLC的通信開放性較高，大幅度提升了各出處不同的PLC進行通信交流的可能性。

結束語：綜上所述，信息化時代的來臨和發展，加快了工業化進程的推進速度。現如今，機械工程及自動化水平顯然已經變成了評判一個國家工業發展成效的主要參考憑證，甚至左右著對一個國家進行的綜合實力評估。而PLC技術的出現和發展，為工業領域的發展帶來了新的生機，所以，對其加以深入的研究和應用十分關鍵，有助于推進我國工業領域的快速發展進程。

參考文獻：

[1]王欽凱.以海爾CPS系統的應用為例淺析人工智能在機械工程的應用前景[J].中國戰略新興產業，2018（08）：85+87.

[2]黃向明，任瑩暉，王伏林.基于蟻群算法的工程機械再制造優化選配方法研究[N].機械工程學報，2017，53（05）：60-68.

[3]王仲杰.機電一體化技術在機械工程領域中得到的應用及發展趨勢簡要分析[J].城市建設理論研究（電子版），2017（05）：189.

作者簡介：

李志宇，（1997-），（福建省南平市），，（漢族），學歷（本科），研究方向（機械方面），單位名稱（泉州信息工程學院），單位所在省市（福建省泉州市），單位郵編（362000）

第二作者姓名：（徐瀟雨），單位（泉州信息工程學院）

第三作者姓名：（賴慧航），單位（泉州信息工程學院）

第四作者姓名：（鄭瑋強），單位（泉州信息工程學院）

第五作者姓名：（蘇志達），單位（泉州信息工程學院）