機械自動化控制中PLC技術的應用探討

通訊作者：趙華，1980年9月，男，漢族，安徽當涂人，就職于埃斯科特鋼有限公司，中級工程師，碩士。研究方向：工業自動化。

摘 要：近幾年來，隨著中國社會的快速發展，工業化水平的提升，諸多機電設備也被應用在工業實際生產中。同時，自動化技術的快速發展，也推動了相關技術在機電控制領域的應用，尤其是PLC技術的應用，不僅能夠提升機電自動化的整體水平，還能夠在很大程度上促進中國工業的經濟發展，加快機電設備的生產。所以，對自動化技術在機電控制制造中的實際應用進行分析，具有極為重要的現實意義。

關鍵詞：機械自動化;自動控制;PLC技術

一、引言

隨著國內外信息技術的進步，傳統機械自動化控制逐漸暴露出系統功能單一，控制單元缺少的問題，與當前智能化生產需求不相符，無法滿足現代化生產需要。PLC技術的應用可以完美解決當前機械自動化所遇到的困境，不但可以智能調節系統，還能夠起到節能、增效的效果，對企業效益的提升具有重要意義。大大提升企業的生產效率，這一改善，受到各大機械廠家的歡迎。

二、PLC控制技術

近年來，我國的創新能力和科技水平飛速上升，PLC技術成為一種必然性科技產物，科技水準為其出現與發展奠定了基礎。目前我國的科技水平可以實現將小微型計算機裝備于機械設備上，實現其更優秀更高效的控制。PLC控制技術是一種可編程控制技術，是可編程邏輯控制技術的簡稱，該技術可滿足當前科技日益發展，追求更高效益的目標。將PLC技術運用到機械自動化控制中可以使系統更穩定、流暢的運行，長久地維持正常運行，在此基礎上全面控制自動化執行，因此可以在執行過程中降低人力物力以及能源的浪費。

能耗低、占地面積小、操作簡單、無磨損、靈敏度高是當前PLC控制技術所擁有的優點，也可以根據其運行狀態并進行合理的調整，以確保可以更快，更方便地安裝它[1]。PLC技術的應用發展迅速，許多企業已經將傳統的自控和控制替換為PLC技術，該技術對機械效率的提升、邏輯的控制以及數據控制等方面均有出色表現，為企業提高利潤率，促進企業轉型升級。

三、PLC控制技術的特點和分類

（一）PLC控制技術的特點

1. 操作簡便快捷

PLC技術之所以能夠被廣泛應用于機械自動化控制系統，是因為其操作簡便快捷、使用靈活有效。控制系統的發展過程中，傳統的機械自動化控制系統應用的技術復雜、落后，嚴重消耗人力、物力資源的同時，降低了設備的運行效率。PLC技術在機械自動化控制系統中的應用則極大地改善了這種情況，其簡便靈活的特性不但將繁瑣的工作任務流程進行合理優化，還在解放生產力的同時提升相關產業的經濟效益。

除此之外，PLC技術的應用使員工不必進行過多繁瑣的操作，只需用眼觀察，即可通過該技術對相關機械自動化生產設備進行調整，在增強操作精確性的同時提高生產效率，也使整個生產線的生產運行更具規范性、科學性。

2. 功能較多，適用范圍廣

要使用傳統的控制設備，需要有關人員定期提供數據和資料。為了保證機械自動化系統的高效穩定運行，有必要分析不同階段對自動控制的影響，探討影響自動控制的因素。然而，這種工作方式在增加員工工作量的同時，也存在著人為錯誤或數據存儲錯誤等缺陷，嚴重影響自動化控制的正常使用和工業生產的整體生產力。因此，必須重視PLC技術的應用，合理利用各方面的智能信息檢索和存儲，并以文本和圖像的形式呈現。并保證對復雜的自動化數據控制設備進行維護和維修，避免對外部和內部環境的干擾。

（二）PLC控制技術的分類

PLC控制技術在機械自動化控制系統中的應用主要有兩種控制形式，一種是DCS系統控制形式，另一種是FCS系統控制形式。DCS系統控制能在拆分管理控制裝置的過程中保證運行安全和效率，而FCS技術能通過通信網絡的新建，保證數據傳輸的高效性。

四、機械自動化技術

（一）機械自動化的網絡化

隨著互聯網時代的到來，網絡得到了極大的發展和普及。這也促使企業的管理和企業機械自動化生產發生了很大的變化，機械設計更加科學合理，各種零部件的制造水平更高。同時，信息全球化可以使得各種機械自動化技術應用互相分享，這為機械自動化這個行業的交流和機械自動化企業提供了很好的學習平臺，可以促使工業機械企業得到進一步的發展[2]。

（二）機械自動化的虛擬化

目前有一種被稱為虛擬化的技術被運用與機械自動化技術中。它是通過電子計算機，模擬實際生產過程和檢驗產品的過程仿真操作系統。有了這個仿真化的作業工程，就可以檢驗產品的制作工藝是否最佳，優化各種工藝而且可以實現不浪費時間、不浪費原材料、不浪費人力，從而提高生產效率和產品質量。

五、機械自動化控制系統中PLC控制技術的具體應用

（一）實行閉環控制

閉環管理的特征是它可以在幾種儀器的運作中起重要作用，不僅是自動化設備的一個重要部件，而且也是PLC控制系統的關鍵應用程序之一。在機械自動化設備中使用PLC控制系統，不僅提高了管理和控制的質量，而且在機械自動化設備的發展中發揮了極其重要的作用。PLC控制系統在運行過程中采用閉環控制和精確開關控制，保證了機械自動化設備的可靠性和安全性。此外，還應該在生產過程中設計和開發新設備。如果我們能合理運用控制方式，減少操作時間，提高電子自動化的整體效率進而加快機器的自動化進程，就能為經濟和工業發展作出自己的貢獻。

（二）邏輯開關中的應用

控制不同生產設備啟停是機械自動化控制系統的基本任務，自動化生產對開關控制器的控制精度要求很高，因此為保證機械自動化設備運行軌跡的精度，就必須建立邏輯開關控制系統，以此避免控制不準、生產誤差等一系列問題。以往的機械自動化設備邏輯開關控制系統主要是通過預設形式實現自動控制，但這種辦法過于簡單且不具備實時調整的功能，不能很好地滿足生產設備啟停要求[3]。

同時，早期的機械自動化設備運行過程極易受到溫度、振動以及人為干擾，可能直接導致邏輯開關控制系統失效，將整條生產線置于危險之中。PLC技術在機械自動化控制設備中的應用極大程度地革新了邏輯開關控制系統，其強大的實時監測能力、邏輯運算能力以及科學調整能力很好地契合了邏輯開關控制系統升級的需要。在實際運行過程中，PLC技術可以根據設備運轉情況實時調整邏輯開關量，同時其內部有抗干擾設計，如磁環和屏蔽絞線能很好地抵抗外部各類因素的干擾。

（三）在控制順序中的應用

將PLC技術應用于順序控制取得了滿意的效果。例如，在火電站中廣泛使用PLC技術，可以有效地去除粉煤灰和渣，保證電站的穩定運行。在實際應用中，控制可能受到許多降低生產效率的因素的影響，此時通過PLC技術的應用，可以通過遠程控制和現場檢測來提高控制效果。控制系統的良好布置和設備的最佳組合可以發揮PLC技術的作用，保證順序控制的有效性。此外，該技術大大降低了順序控制的成本，并允許更大的使用靈活性。PLC設備可將模擬信號轉換為正常信號并自動控制[4]。

（四）在集成系統中的應用

成本低、效率高是集成控制系統明顯的應用優勢，而這些優勢也會導致人們忽視在集成系統運行過程中的缺陷，如PLC（光伏）控制技術在集成電力線載波通信功能。在集成系統運行的過程中，如果控制系統想要改變某個對象，需終止整體系統的運行，導致生產效率受到嚴重影響。在使用PLC控制技術時，能實現對自動化系統的控制以及對自身問題的檢查和修正，當某一個對象需要維修時，PLC控制技術就會有所顯示，以實現對系統的控制和調整，不需要停運整個系統。

（五）應用于立體倉庫

在當前信息技術廣泛用于在線購物，這有利于發展跨區域物流服務和在線銷售平臺，方便了人們的工作和生活，并促進物流產業的進步和發展。在物流領域使用PLC技術可以顯著提高貨物的運輸和配送速度，是物流領域信息化發展的重要基礎。三維倉庫的形狀擴大了貨物的存儲空間，包括垂直和水平移動的貨物的存儲、圓形旋轉的貨物的存儲和垂直存儲。PLC技術的應用控制鏈的立體倉庫，可以檢查貨物運輸，加快貨物入庫，減少人工成本及物流過程，幫助提高物流企業的經濟效益。立體倉庫的管理和控制，使用PLC技術自動控制，可以達到一個閉環，從而提高業務活動的效率和減少電氣系統維護的成本。

（六）應用于變頻空調

我國2010年之前生產的空調都是采用單片機進行控制裝置的應用，這就使得機械自動化控制裝置在運行的過程中受到嚴重影響，進而對整個工作的自動化造成阻礙。PLC在閉環控制的變頻節能系統中的應用。使用PLC控制技術能對變頻空調進行有效的運行調試，極大地提高了空調運行的效率和質量，保證了機械工作的安全性。

（七）應用于電梯系統

電梯是一種常見特種設備，其主要任務是完成人或物的垂直運輸，起停相對頻繁。一般電梯系統可分為升降機裝置系統、集選控制系統、電氣控制系統、故障檢測系統等部分。在上行、下行過程中，控制系統需要對多個指令進行處理，確保其按照預設程序運行。以電梯的選層為例，其功能實現主要依賴于信號的傳遞、脈沖信號的正確處理，此外，還需引進防亂層技術，自動校正錯誤參數，對計數混亂問題進行妥善處理。本質上，PLC控制電梯是以CPU微處理器進行運行過程中所需要進行的邏輯運算和數據處理，并利用PLC輸出單元進行控制信號的發出，從而實現對電梯的控制[5]。在具體的應用過程中，主要是通過進行與之相應的PLC控制能見電路的方式，來實現其余外部電路以數據的輸入和輸出端口進行通信，并通過PLC系統的控制器CPU來進行ROM中機器碼的執行，從而有效地進行輸入輸出數據的處理，最后將已經完成處理的數據利用端口傳輸到外圍電路，達到對電梯自動化控制的目的。

六、結束語

綜上所述，PLC控制技術在機械自動化控制系統中的應用，不僅可以很好地解決這些問題，而且在成本控制、能源節約、高效運行等方面都起到十分重要的作用，對于提高生產質量有著非常重要的意義。在絕對保證生產質量的同時，極大地促進了企業生產效益的提高，深受各大機械制造生產廠家的歡迎。

參考文獻：

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[2]肖盈丁.機電一體化技術在企業智能制造中的應用[J].湖北農機化， 2020（11）：70-71.

[3]韓冬.機電一體化技術在智能制造中的應用[J].南方農機， 2020，51（16）：146-147.

[4]李明.機電一體化技術在智能制造中的應用研究[J].數字技術與應用， 2020，38（3）：35+38.

[5]周麗娜，李曉琴.淺談機電一體化技術在智能制造中相關應用[J].農家參謀， 2020（5）：181.