PLC 自動化技術在機械電氣控制中的應用

◎彭俊

隨著我國科學技術的不斷發展，機電領域在發展的過程當中也取得了巨大的成就。在目前，我國已經采用先進的PLC自動化技術，有效強化機械電氣控制能力。在機電系統當中，也將自動化技術與先進的計算機技術充分結合，并按照相應的機械原理構成了更加先進的機電系統，在實際應用當中發揮了重要的功用，而整個設備最為重要的技術則為PLC 技術，本文主要針對PLC 自動化技術在機械電氣控制中的有效應用進行分析，希望能夠為提高機械電氣控制質量提供幫助。

在我國電氣控制領域當中，需要應用先進的計算機技術，一些電氣元件的優化創新以及升級都需要應用計算機才能夠順利完成，然而在目前具體應用的過程當中，受到外界信號的干擾導致計算機控制系統受到影響，不利于設備的正常運轉，而PLC 技術的應用，則有效解決了這一問題，使電氣裝置的控制能力得到顯著增強，對于推動機電事業的進一步發展起到了關鍵作用，因此將PLC 自動化技術應用到機械電氣控制當中具有重要的現實意義。

一、PLC 技術原理以及發展概述

（一）PLC 技術原理分析

PLC 技術在電氣控制領域發揮著極為重要的作用，在實際設計制造的過程當中，該技術主要運用了先進的計算機技術以及自動化技術，將二者有機結合，進而形成了PLC 技術的核心基礎。不僅如此，PLC 技術還需要結合相關的機械原理，將理論知識融入其中，才能夠保證PLC 系統得以正常運轉，使該技術在實際電氣控制當中發揮重要功效。

PLC 系統主要是通過存儲器以及一些接口組合而成，對于存儲器也具有一定要求，需要進行相應的邏輯計算，通過代碼編程能夠有效實現運算功能，并且具備相應的輸入以及輸出口，便于信息的傳輸。在工作的過程當中可以進行掃描以及中斷，進而實現控制功能。具體操作時，主要是利用計算機對其中的程序進行有效編輯，而后可以將準備好的代碼存儲到相應的存儲器內部。

在具體實現控制功能的過程當中，主要是通過輸入以及輸出模塊來實現。PLC 系統的接口可以與輸入模塊相互連接，進而有效處理輸入信號，而對于輸出模塊，則主要是與相應的元器件相互連接，如此便能夠通過輸出端輸出相應的信號，實現對電氣元件的有效控制。在整體硬件方面，通過以上原理能夠有效實現控制操作。除此以外，對于其他硬件還包括電源以及微處理器等，對于CPU，則主要包含兩種，分別為可讀以及可寫存儲兩種，在進行軟件編程時，也可以根據實際的控制需求進行合理編寫，在實際應用時具有重要的實用價值。

目前，在我國電器控制工程當中充分利用PLC 技術極為方便，效果也極為顯著，具有較強的抗干擾能力，并且控制極為精準，操作也簡單，無論是軟件編程還是硬件結構都具有普適性，因此在未來，PLC 自動化技術具有廣闊的發展前景，有助于推動我國電氣控制行業得以持續健康發展。

（二）PLC 技術的發展歷程簡介

在世界工業發展的過程當中，計算機技術起到了至關重要的作用，推動世界工業得到了迅猛的發展。隨著科技的不斷進步，計算機技術在目前的工業以及其他各領域當中都占據著舉足輕重的地位，無論是在理論研發的過程中，還是在產品制作的過程當中，計算機的作用不言而喻。在現代工業領域，計算機已然成為了不可取代的重要技術，隨著信息技術不斷發展，技術改革不斷深入，計算機技術已經與其他技術逐漸融合，例如在機電領域與機械電氣控制技術相互融合，進而形成了新的學科，借助計算機使得電氣控制水平得以顯著增長，在目前的工業發展中占據著主流方向，并且在未來也具有著重要的發展前景。

尤其是隨著工業的不斷發展，目前正向著智能化、自動化方向不斷邁進，在此基礎上，計算機機電控制技術不可或缺。在市場當中利用計算機技術實現控制的相應產品的需求量，也不斷增加。尤其是對于一些需要精密控制的設備而言，對于控制產品的整體功能以及其精度都提出了更高的要求，為了能夠滿足工業發展的現實需求，在控制技術方面也加大了研發力度，不斷涌現出新的產品，隨著技術的不斷發展，自從第三次科技革命開始，在各項技術領域都取得了巨大突破，當然在電氣控制方面也不例外，許多先進的技術以及高端的產品走入市場。

在技術不斷更新開拓的進程當中，從上世紀70 年代開始，制造出了可編程存儲器，這就為PLC 技術的出現奠定了堅實的基礎，在該存儲器被研發制造出來之后，首先被應用到汽車工業當中，有效推動了該領域的快速發展，也讓人充分意識到該設備在未來的發展前景。于是在短短的20 年之后，以該設備作為核心的PLC 技術呈現在眾人面前。自從PLC 技術出現以后，在機械電氣控制領域方面得到了巨大的突破，無論是對信息的處理速度，還是其自身的運算機制都取得了巨大的提升，使控制更加精準。該技術的出現也使原有的機電設備，不斷向著機械電子元件一體化方向不斷發展。在當下PLC 技術在機械電氣控制方面依然是核心控制技術，同時也是未來發展的重要方向。

二、PLC 自動化技術在機械電氣控制中的應用分析

（一）DCS 控制系統分析

PLC 技術自從出現以來，對于提高機械電氣控制水平，起到了極為關鍵的作用，隨著技術的不斷研發以及探究，目前已經逐漸走向成熟。在機械電氣控制領域的研發方面一直發揮著重要的價值，對于有效改善電子器件的性能具有至關重要的作用，使裝置的魯棒性能夠在一定程度上得到顯著提升。

在原本設備當中，由于控制單元方面存在缺陷，然而PLC技術則有效解決了這一問題，在目前電氣控制方面占據著不可取代的地位。技術人員通過PLC 技術，能夠利用編程進而實現對電子元器件的有效控制，操作起來極為方便快捷。

在目前我國電氣控制領域方面，主要使用DCS 控制系統。該系統又稱集散型控制系統，是目前最為流行的控制系統，通過該系統能夠對設備現場進行實時監督以及控制，其主要原理是采用先進的監控技術以及計算機技術，進而與現場控制實現有效對接，充分達成分散以及集中管控。在實際工作的過程當中，由于會收集到大量的工作信息，為了使信息得到有效處理，需要充分應用通信總線提取重要的信息，強化信息管理，并且使機電裝備能夠得到更加科學地分配，如此一來，便能夠在顯示以及控制方面得到有效集成，而且還能夠對設備內部的硬件進行有效控制，進而組合成完整的控制體系，在實際控制工作中能夠實現精準控制。通過該系統對大量信息進行集中處理，能夠有效降低風險，避免由于信息混亂而導致崩潰的現象發生。可見，通過DCS 控制系統的有效應用，能夠針對其中的風險信號進行分散管控，進而有效提高電氣控制效率和質量。

（二）PLC 技術應用控制設計分析

PLC 技術主要是通過電氣控制裝置實現對電氣設備的有效控制，使二者形成良好的連接。因此在實際操作的過程當中，為了使該控制能夠更加順利，使裝置的魯棒性得到進一步提升，強化自動化控制的水平，一定要對PLC 技術進行合理地控制設計，避免因為技術漏洞而導致控制存在缺陷。這就需要相關技術人員在應用PLC 技術進行控制之前，首先一定要對該技術進行有效檢測，發現其中的漏洞及時排除，為設備的正常控制奠定良好基礎，當設備發生故障時，也要對產生故障的原因進行有效分析，并做好記錄，不斷總結經驗。

在進行設計時，也要進行全面考慮，包括設備完成制作之后，可能會存在的風險也要進行提前預估，為了達成這一目的，則需要對PLC 技術的整體概念以及原理做到深入了解，不僅如此，對于數字以及模擬電路、計算機、C 語言等相關技能也要進行全面掌握，為PLC 技術的高效應用提供良好保障。

不僅如此，先進的理論也能夠為改進PLC 技術提供前提，比如可以根據實際情況，對PLC 系統進行全面改進。當發現電子元件需要改進時，則可以在符合實際需求的情況下，變更元器件，在軟件方面可以對系統進行優化升級，如果算法存在不足，也可以對PLC 技術的控制算法進行優化創新，進而使整個系統更加強大。在機械電氣工程當中涉及到各樣化的設備，而不同的設備，對于外界環境也有著不同的需求。根據設備的實際情況對溫度、濕度以及其他因素都有著不同需求，這就需要相關制造人員要充分掌握設備的實際情況，進而根據實際需求選擇恰當的材料進行制造，使其能夠符合周圍的環境，進而保證設備正常運轉。對于需要占較大面積的設備，要根據其具體的功能進行相應的結構設計，使其能夠正常運轉，在選擇控制算法時，也要做到科學合理，并結合實際需求進行不斷完善。

為了使產品設計能夠達到正常標準，在此之前也可以充分利用計算機技術對設備進行模擬，通過先進的計算機技術能夠構建仿真環境，通過模擬使相應的電氣裝置得到有效模擬，通過構建模型的形式，對設備正常運轉時所產生的運動以及受力等情況進行科學分析，甚至對電路的運轉情況也能進行高效模仿，并且在模仿過程當中及時收集整理相關數據信息，經過合理分析，確定裝置相應參數，并充分了解其工作極限是否能夠符合實際工作要求，根據結果進行及時調整。

不同的電氣控制裝置在其結構、算法以及材質等方面與周圍的環境包括溫度、濕度以及空間等，都存在一定的差異，因此在應用PLC 技術實現機械電氣控制裝置制造的過程當中，一定要結合實際情況進行分析，做到科學合理的設計，才能夠滿足實際控制需求，同一種PLC 技術理論無法應用到一切裝置當中。因此為了使PLC 技術在機械電氣控制裝置中得到更好的應用，首先在開發產品時，要結合其實際功能需求，提前做好結構設計以及算法設計，而后根據設計的情況，通過仿真模擬確定其可實施性，經過仿真得出相應的數據，根據數據分析，對其設計結果進行有效調整，直到在仿真模擬當中達到相應要求后，再將其投入到生產制造當中，如此便能夠使PLC 技術有效應用到機械電氣控制當中，提高控制水平。

（三）PLC 技術的應用優勢分析

PLC 技術可以說是科技創新的產物，隨著科學技術的不斷發展而形成的技術，為了能夠使其更好地應用在機械電氣領域當中，唯有充分掌握其運用原理，并且能夠熟練的使用，才能夠在機械電氣控制當中發揮其應有的功效。在實際設備應用以及生產當中，能夠有效提高工作效率。在機械電氣設備運轉的過程當中，應用PLC 技術進行控制，其工作原理主要是借助提前設計好的編程，通過先進的計算機實現對電氣設備的有效控制，通過電流的驅動，使得相應機械設備可以做出相應的動作，進而實現對設備的有效控制。在此過程當中完美地實現了對機械設備、電子以及軟件程序之間的有效協調，進而使設備的功能得到有效發揮。

隨著科學技術的不斷發展，在學科領域實現多學科交叉是未來科技發展的重要方向。而PLC 技術正是將機械、電子以及控制充分融為一體，進而在實際工作當中，有效實現對電氣設備的精準控制，對于推動我國電氣工程的發展具有重要的意義和價值，充分解決了社會對于科學技術的迫切需求。

通過PLC 自動化技術實現控制能夠有效提高工作效率，并且使生產力也得以大大提升。同時該技術也表明科學技術才是第一生產力，推動我國科研人才的進一步培養，進而為科技創新提供良好的助力。PLC 技術本身也具有著強大的功能，通過計算機設備能夠有效實現對機械電氣裝置的全方位監督以及控制。在監控過程當中，所涉及到的部分較為全面，包括設備運轉產生受力、振動以及裝置的運動情況，魯棒性等都能夠進行有效的監控，此外對于各樣元器件包括系統的運行狀況都能夠做到全面監督以及控制，能夠有效保證機械電氣設備的正常運轉，可見借助該技術能夠實現全方位多層次的監控作用，即便在運轉過程當中發現問題，某一參數發生變化，或者某一個設備出現問題，都會通過信息反饋進行報警，并能夠指出問題原因所在，為檢修人員提供檢修依據，可以充分按照計算機反饋的內容進行快速維修，及時解決設備故障，對于延長設備壽命具有重要的意義和作用。

PLC 技術在應用到機械電氣控制裝置中時，為了滿足不同設備的需求，在制作以及設計的過程當中，要保證其整體體積較小，具有較輕的重量，還要保證低能耗，如此才能夠在各樣的設備當中得到有效應用，并且其操作也較為便捷，使用戶能夠更好的進行操控，通過PLC 技術的有效應用，對于實現機電一體化也具有重要的影響意義，目前在機械電氣控制當中，PLC 技術已然發揮了重要作用，在各個工廠中被廣泛應用。在實際生產過程當中，發揮了重要的功效，機械電氣控制裝置由于PLC 技術系統的安裝，能夠通過其運算功能實現與或非邏輯的有效處理。

不僅如此，隨著科學技術的不斷發展，高速計算機的出現也為PLC 技術的應用提供了巨大的助力。使其硬件得到進一步優化改進，使內部微存儲器得到了進一步擴容，在運算方面速度也更快，并且在工作過程當中能夠保持良好的穩定性。

此外，在機械電氣控制系統當中需要應用大量的集成電路，為PLC 技術的有效應用奠定了良好基礎，然而其優勢在于該技術在運行的過程當中，所消耗的成本相對較低，能夠有效降低資源消耗，并且其內部電路也能夠穩定運轉，整體性能處于優越的狀態。在工作中也更加穩定，具有較強的魯棒性。除此以外，還能夠有效防止不明信號的干擾，具有較強的抗干擾特性。例如，在信號傳遞的過程當中，一旦受到外界干擾，則會使設備運轉造成極大阻礙，在實際工作中，機械振動所產生的噪聲，會給信號造成一定的干擾，然而借助PLC技術其波形雖然短暫變化，然而會在較短的時間內恢復穩定，不會受到外界的干擾而使系統出現崩潰的問題，即便系統在運行的過程當中發生故障，也會借助計算機監測系統，及時警報并發現問題產生的原因以及位置，進而能夠及時進行解決，主要是通過對硬件的有效檢測，根據反饋得到的波形圖進行故障判斷，自動化程度相對較高，可見PLC 技術的有效應用，使機械電氣裝置能夠更好的啊運行，操作也極為簡便，還能夠及時進行維修，所耗成本也相對較低，因此在電氣控制領域得到了廣泛應用。

結束語：

總而言之，通過對PLC 技術的簡單分析，以及在機械電氣控制領域當中的有效應用，可以發現在機械電子領域當中，PLC 技術占據著重要地位。在機械制造及生產的過程當中，能夠通過PLC 進行有效控制，并且能夠借助計算機進行實時監控，有效提高生產效率，使產品品質得到有效保障，因此技術人員一定要重視PLC 技術的研發和創新，進而為推動電氣控制工程的持續發展奠定良好基礎。