PLC在工業(yè)機(jī)械自動化中的應(yīng)用

趙 明

石橫特鋼集團(tuán)有限公司 山東 泰安 271612

引言

機(jī)械自動化控制在計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)興起的背景下進(jìn)入了新時(shí)代，其中PLC技術(shù)是承載控制技術(shù)和通信技術(shù)的全新技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備自動化控制方式。因此，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)深入應(yīng)用PLC技術(shù)進(jìn)行機(jī)械的自動化控制，推動生產(chǎn)力水平提升和企業(yè)的發(fā)展。

1 PLC技術(shù)概述

PLC即可編程的邏輯控制器，該技術(shù)被廣泛使用在自動化控制開關(guān)柜和機(jī)械機(jī)械當(dāng)中，對于提升機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率、控制設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行、提升機(jī)械工作精度有十分重要作用[1]。目前，PLC技術(shù)大多采用了數(shù)字化的操作系統(tǒng)，將程序指令儲存在儲存器當(dāng)中，在機(jī)械設(shè)備工作過程中根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行情況發(fā)出控制指令，達(dá)到對設(shè)備自動控制的目的。PLC的結(jié)構(gòu)中包括三個(gè)主要部分，CPU模塊、輸入模塊和輸出模塊，輸入模塊和輸出模塊分別負(fù)責(zé)接收信號和輸出指令，CPU模塊是PLC的核心，能處理接收到的信息，以及確定輸出指令，而且PLC模塊也和編程器之間有十分緊密的聯(lián)系，可以發(fā)揮出較強(qiáng)的控制作用。

2 PLC的特點(diǎn)和類型

2.1 操作方式更加方便 PLC技術(shù)在機(jī)械自動化控制工作中，擁有簡單和方便的特點(diǎn)，能夠明顯提升工作人員的工作效率。因?yàn)镻LC技術(shù)操作簡單，工作人員可以迅速上手，滿足對目標(biāo)的控制要求；工作過程中，也能根據(jù)需要對程序指令進(jìn)行修改，推動制造目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。而且實(shí)際應(yīng)用過程中，工作人員并不需要對控制指令進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)，使得機(jī)械的自動化控制工作十分簡便。

2.2 功能完善 PLC可以視為一臺微型電腦，具備控制、數(shù)據(jù)采集、信息分析的功能，可以對自動化系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤控制。目前，PLC系統(tǒng)借助傳感器也具備了影像收集功能，一些性能較高的PLC系統(tǒng)還能自動完成對影像的分析工作，具有全面的分析能力。很多自動化系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，容易受到外界因素的干擾導(dǎo)致運(yùn)行不穩(wěn)定，但是PLC系統(tǒng)可以將外部的干擾信號過濾，提升機(jī)械設(shè)備的抗干擾能力，滿足工作的要求。

3 PLC技術(shù)在機(jī)械自動化工程中的應(yīng)用

3.1 順序控制 通過使用PLC技術(shù)，可以對生產(chǎn)中使用計(jì)算機(jī)邏輯進(jìn)行預(yù)算處理，并且對機(jī)械設(shè)備做好全面的監(jiān)察和控制。如果生產(chǎn)線的設(shè)備出現(xiàn)了機(jī)械故障，就能夠?qū)C(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)作出調(diào)整，同時(shí)，PLC系統(tǒng)將自動對整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，調(diào)整生產(chǎn)線機(jī)械設(shè)備的控制策略，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝，使設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對于比較嚴(yán)重的問題，能控制機(jī)械設(shè)備進(jìn)行功能上的替換，防止因?yàn)閱蝹€(gè)設(shè)備對整個(gè)生產(chǎn)流程造成影響。

3.2 開關(guān)量邏輯控制 機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中，需要對不同環(huán)節(jié)的啟停進(jìn)行控制，而且現(xiàn)代制造業(yè)對于生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)精度都有很高的要求，必須做好機(jī)械設(shè)備的控制，保證機(jī)械設(shè)備工作精度和運(yùn)行軌跡，避免精度不足導(dǎo)致誤差最終造成一系列的生產(chǎn)問題。機(jī)械設(shè)備自動化技術(shù)最早就對開關(guān)量的邏輯功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，其思路是預(yù)先設(shè)計(jì)好開關(guān)量控制方式，滿足生產(chǎn)工作的要求。用PLC系統(tǒng)，可以發(fā)揮出PLC的邏輯計(jì)算功能來完成開關(guān)量邏輯控制，減少溫度、振動、故障等因素的干擾，也避免人為因素對生產(chǎn)過程中的影響。生產(chǎn)過程中PLC系統(tǒng)會自動接收生產(chǎn)的實(shí)時(shí)信息，結(jié)合環(huán)境的參數(shù)調(diào)整開關(guān)量，并且能做到即時(shí)調(diào)整，第一時(shí)間將機(jī)械設(shè)備調(diào)整到最佳的運(yùn)行狀態(tài)，也能避免外界干擾對設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的影響。

3.3 閉環(huán)控制 目前很多工業(yè)生產(chǎn)中都使用了閉環(huán)控制系統(tǒng)，尤其是對泵類設(shè)備的控制中，閉環(huán)控制具有明顯的優(yōu)勢。因?yàn)楸妙愒O(shè)備在工作中對密封要求很高，一些泵類設(shè)備甚至在完成嚴(yán)格密封的情況下才能正常運(yùn)行和滿足功能上的要求。最初在對泵類設(shè)備的自動化控制中，必須對每個(gè)泵類設(shè)備都建立一個(gè)單獨(dú)的封閉環(huán)境，即分布式閉環(huán)控制法，這種方式會進(jìn)行大量的重復(fù)性封閉工作，導(dǎo)致企業(yè)需要進(jìn)行大量的無意義投入，增加了生產(chǎn)成本。同時(shí)，傳統(tǒng)模式下的控制方式也有生產(chǎn)流程繁瑣、維修量高、工藝復(fù)雜的問題，不利于保證生產(chǎn)效率[3]。為此，使用PLC技術(shù)可以改善傳統(tǒng)閉環(huán)控制的問題，因?yàn)镻LC技術(shù)具有很強(qiáng)的儲存功能，能連接所有泵類設(shè)備接受運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將閉環(huán)數(shù)據(jù)集成發(fā)送到儲存庫中，完成整個(gè)生產(chǎn)流程的密封閉環(huán)數(shù)據(jù)共享。如果某一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)密封或者閉環(huán)問題時(shí)，PLC系統(tǒng)將會得到設(shè)備的問題數(shù)據(jù)信息，分析設(shè)備的閉環(huán)情況，包括分析泵壓參數(shù)、運(yùn)行時(shí)間等等，確定該泵是否有超負(fù)荷的問題，并且研究管理方案。

3.4 PLC控制機(jī)械手臂 機(jī)械手臂包括手、臂、身等部分，對機(jī)械手臂的控制工作需要使用DC技術(shù)和相關(guān)軟件，使手臂完上下左右、收緊放松等動作。同時(shí)，機(jī)械手臂當(dāng)中還有復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，包括大量的I/O設(shè)備、繼電器控制系統(tǒng)的運(yùn)行。PLC會控制手臂的電器系統(tǒng)，監(jiān)測手臂的控制信號，通過接收和發(fā)出信號來保證手臂的穩(wěn)定運(yùn)行。目前，機(jī)械手臂的控制大量融合了智能技術(shù)，讓PLC對手臂的控制顯得更加重要，在手臂開啟之后，PLC系統(tǒng)會馬上檢測手臂的各項(xiàng)功能情況，然后下達(dá)對手臂的控制命令，完成業(yè)務(wù)循環(huán)。在機(jī)械手臂運(yùn)行過程中，PLC系統(tǒng)能根據(jù)智能算法對手臂的轉(zhuǎn)速、動作進(jìn)行調(diào)整，提升手臂工作的效率。

結(jié)束語

機(jī)械設(shè)備的自動化控制工作中，PLC技術(shù)已經(jīng)變得比不可少，并成為最關(guān)鍵的部分之一。所以，還需要不斷對PLC系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)升級，融合信息化、智能化技術(shù)，提高對機(jī)械設(shè)備控制精度和保證系統(tǒng)安全，提升工業(yè)生產(chǎn)的水平。