PLC在機械自動化中的應用

摘 要：近年來我國機械自動化發展的過程中，PLC受到廣泛的應用，不僅可以有效進行機械自動化控制程序的設計，還能通過測試增強程序的準確性和穩定性，具有一定的應用價值，是機械自動化發展過程中必不可少的技術。基于此，本文研究PLC技術，分析在機械自動化中應用的價值，提出幾點應用建議措施，旨在為增強PLC在機械自動化中的應用效果而提供幫助。

關鍵詞：PLC 機械自動化 應用

Abstract：In the process of the development of machinery automation in China in recent years， PLC has been widely used. It can not only effectively design the mechanical automation control program， but also enhance the accuracy and stability of the program through testing. It has certain application value， and is an indispensable technology in the development of automation. Based on this， this paper studies PLC technology， analyzes the value of its application in mechanical automation， and puts forward some application suggestions， aiming to provide help for enhancing the application effect of PLC in mechanical automation.

Key words：PLC， mechanical automation， application

PLC又被稱作是邏輯控制器，將各種類型的可編程邏輯控制技術高度集成，是現代化科學技術發展過程中用作提升產業生產效率的技術，將其用在機械自動化領域中，不僅能夠提升產業生產效率，還能進行機械自動化的高精密控制，因此在機械自動化發展的過程中，應重視PLC技術的應用，增強機械自動化控制精確度、可靠性，為機械自動化技術良好發展夯實基礎。

1 PLC技術分析

我國工業行業發展的過程中，機電一體化成為重要的趨勢，PLC技術也由此應運而生，該技術主要是將信息技術作為基礎的可編程控制器，不僅可以促使生產工作安全性的提升，還能推動企業經濟效益的發展。從實際情況而言，PLC技術是將傳統控制系統作為載體，高度融合各種信息技術和可編輯邏輯控制技術，具有以下幾點功能：其一，數據信息的采集功能。PLC技術進行數據信息的采集，主要是通過整體機械設備的掃描處理，將所掃描的設備數據信息存儲到系統內部，便于有效完成測量工作和計算工作，之后，在PLC中原本所存儲的參數信息，就會正確運轉，轉變成為相關的趨勢，最終向外輸出;其二，程序執行的功能。PLC技術在應用的過程中具備一定的可視性特點，在進行程序掃描之后可以將所有的數據信息轉變成為圖像，同時在數據信息存儲之后還能統一集中處理，待機械設備完成運行以后，系統就會將RAM設置在合理的位置管理和應用;其三，輸出刷新的功能。PLC系統內部本身存在二段CPU的部分，可以全面控制有關的操作指令，對映像區域范圍之內的數據信息進行處理，確保各類數據信息的可靠性運用。

2 PLC技術在機械自動化中應用的原理和價值

2.1 應用原理

機械自動化中采用PLC技術，具體的原理表現為以下幾點：其一，輸入采樣。機械自動化發展期間，技術工作人員可以使用PLC技術進行機械狀態數據信息的掃描和輸入，將數據信息存儲在I/O圖像區域模塊之內，完成輸入采樣操作之后，進入到相關的數據輸出，刷新功能模塊和程序執行模塊內，更改圖像區域單元狀態，數據信息和輸入狀態;其二，用戶程序的運行。PLC技術能夠進行全方位的數據信息掃描、邏輯運算等，按照具體的運算結果進行邏輯線圈的刷新處理。結合系統所存儲數據信息的情況、I/O線圈的情況等，明確是不是要執行梯形圖之內的特殊指令，從而促使機械設備的良好運行，發揮PLC技術的應用價值;其三，輸出刷新。PLC技術在機械自動化中的應用，輸出刷新屬于最后的編程步驟，系統之內的中央處理模塊，可以結合I/O圖像的數據信息狀況，對輸出鎖存電路進行刷新處理，之后通過外圍控制的措施，進行機械設備的控制。

2.2 應用價值

機械自動化發展的過程中采用現代化的PLC技術，具有一定的技術優勢和價值，主要表現為以下幾點：其一，PLC技術發展的過程中，多數系統都能提供不同系統之間編程語言相互翻譯的支持，用戶在應用新系統之前無需進行特定性語言的學習，語言代碼的編寫也不會受到用戶編寫的熟練程度所影響，只需要利用軟件中的翻譯功能，就能夠進行編程語言的轉換，通過PLC技術自動化進行編程。由此可見，將PLC技術運用到我國的機械自動化發展領域中，可以降低語言編程的難度，增強系統安裝和應用的便利性，縮短系統應用、執行的時間周期，提升系統應用的效率;其二，PLC技術具有實用性的特點，對機械自動化控制系統的適應性要求很低，只需根據邏輯編程控制器的應用標準進行系統的安裝，即可確保能夠有效進行機械自動化控制;其三，PLC相關設備中電子電路具有高度集成化的特點，整體結構的體積很小，安裝尺寸通常在10厘米之內，并且可以將焦點控制在150克重量之內，能夠為機電一體化的發展提供保障，同時還能降低能源的消耗量，減少應用成本[1]。

3 PLC技術在機械自動化中的應用措施

3.1 完善數據處理和通信功能

為增強機械自動化中PLC技術的應用效果，應重點完善機械自動化生產過程中PLC技術應用的數據處理功能和通信功能，確保能夠借助PLC技術促使機械自動化的良好發展。

（1）完善數據處理的功能。機械自動化生產期間應借助PLC技術本身具備的數據運算功能，按照所監測的數據信息和信號等作出運算，合理進行矩陣類型、函數類型和邏輯類型的運算，之后通過數據傳輸處理、轉換處理、排序處理的方式，對運算的數據信息進行采集分析和處置，將其與存儲器之內的參考數據值相互對比，便于完成相應的控制任務。同時也可通過通信系統將數據信息傳輸到智能化設備中，進一步提高數據信息處理的效果。需要注意的是，應采用柔性制造無人控制系統等各類大型控制系統完成數據處理的操作，結合工業生產車間的各類生產需求，實時性監控和監測機械設備的運行狀態，按照設備的工作標準進行處理，使得車間范圍之內的機械設備都能按照標準化的要求運作，統一集中控制整個車間的機械設備。另外，一旦機械設備出現故障問題，就要通過PLC技術全面采集和分析處理各種類型的故障數據信息，啟動報警系統，使得機械設備管理工作人員按照報警信息進行設備的檢修和維護[2]。

（2）完善通信功能。近年來，我國網絡信息技術快速發展和進步的過程中，PLC技術的應用也開始重點融入通信傳輸控制的功能，借助PLC系統所具備的良好控制性能，使得企業的機械自動化發展期間，有效進行數據信息的網絡通信處理，滿足智能化發展和自動化發展的需求。因此企業在機械自動化生產期間，應重點結合PLC技術的應用特征完善技術的通信功能，通過現代化的通信技術提升企業機械設備的自動化水平，例如：企業機械自動化生產車間范圍之內，對利用多元化的無線通信技術和有線通信技術進行車間所有設備的自動化控制，將PLC技術和聯網技術、通信系統有機整合，滿足企業對機械控制的網絡通信需求。

3.2 開關邏輯量的控制

機械自動化控制的過程中開關邏輯量的控制非常重要，可將傳統類型的繼電器控制技術作為基礎，利用PLC技術操作，結合機械自動化控制功能需求科學進行開關開啟狀態的設置，使得設備可以滿足各項工作計劃的需求。企業在進行開關邏輯量的控制，不僅可以運用到整體的生產線中，還能直接運用到特殊性的設備中，但是無論應用在哪種控制領域，都必須要按照標準要求設置“0”狀態與“1”狀態，起到開關的控制作用，使得開關能夠執行不同的工作命令。同時還需注意，借助PLC技術進行機械自動化開關邏輯量的控制，主要用作包裝類型、印刷類型的生產線中，或是應用在電火花加工類型的機械設備等領域中，例如：在包裝生產線內的應用，可以進行機械設備動作流程的控制，使得機械設備在完成某個動作流程之后，自動化進入到下一道流程。而具體操作的過程中主要是借助現代化的光線檢測開關，一旦檢測到生產線中有機械設備通過，PLC系統就會自動化將下一道流程的開關變量，從之前的“0”轉變成為“1”，以此實現設備自動化運轉的目的。值得一提的是，在開關邏輯量控制期間，應切實按照機械自動化生產和發展需求，制定完善的控制方案，預防出現開關邏輯量控制的不足或是問題[3]。

3.3 運動與工業過程控制

機械自動化控制期間采用PLC技術，應重點進行運動控制和工業過程控制，發揮可編程邏輯控制器技術的作用。

（1）合理進行運動控制。從本質層面而言運動控制指的就是運動零部件的有效控制，企業在實際工作中可以采用PLC技術，結合不同類型的運動零部件運動狀態，有效進行運動的控制，例如，通過系統本身帶有的控制驅動功能，達到運動零部件狀態控制的目的，同時，采用位置傳感器技術和執行機構等，最終完成運動零部件的控制任務，例如：數控機床零件的控制、機械手的控制等。再如：電梯機械自動化運行控制期間，一旦電梯的運動零部件運動到指定樓層的時候，邏輯編程控制器的位置檢測功能就可以將位置的信息檢測出來，根據功能的要求進行電梯運動零部件上升控制或是下降控制，達到自動化控制運動零部件運動狀態的目的[4]。

（2）合理進行工業過程控制。工業過程控制主要就是進行工業生產過程中過程式的變化控制，在此期間，為了能夠滿足工業過程控制方面的需求，應對某個變化參數進行檢測，按照所設定的標準數據值執行相關的控制動作。同時在工業生產期間也可以利用PLC技術完成部分控制量的檢測動作和反饋動作，使得機械設備可以順利執行相關動作。例如：檢測液體與氣體含量的參數變量、壓力變化的參數變量等，利用數模轉換器設備等實現相應的控制功能。與此同時，還需積極采用PID控制技術，實現閉環控制的目的，發揮現代化可編程邏輯控制技術的價值。另外在鋼鐵工業生產、化工工業生產、冶金工業生產、鍋爐設備運行生產領域中，也可以采用PLC技術進行工業過程的控制，在鍋爐設備運行期間可以自動化進行鍋爐加熱水的監測分析，如果所監測的水溫在零上100攝氏度的狀態，就可以保持加熱，自動化控制電熱電路。但是如果水溫在100攝氏度以下，就可以繼續進行加熱，直到水溫符合標準為止[5]。

4 PLC在機械自動化中的發展趨勢

雖然在機械自動化領域中采用PLC技術能夠有效進行機械的自動化和可靠性控制，但是由于PLC技術的應用還存在很多需要改進之處，發展的前景非常廣闊，因此在未來發展的過程中，也需要按照機械自動化的控制需求促使其向著良好的方向進步。主要的發展趨勢為：

4.1 開放性發展

近年來我國機械設備已經開始呈現出通用性的狀態，多數機械設備都能夠通用。但是由于傳統的PLC技術具有封閉化的特點，各類系統和產品缺乏兼容性，難以滿足現代化通用機械設備的自動化控制需求，對現代設備的維護處理和升級處理都會造成不良影響，甚至還會出現控制功能受限的問題。因此在PLC技術未來發展期間，需要著重研究開發具有開放性特點的系統、產品，確保各類系統和產品能夠相互通用，可以滿足現代機械的通用性發展需求，確保可以增強設備自動化控制的效果[6]。

4.2 功能優化性發展

PLC技術的應用目的在于有效進行機械自動化控制，為各種類型的機械設備提供控制功能，如果技術本身功能缺乏優化性，將會導致機械自動化控制的效果降低。因此在未來發展的階段應重點進行機械自動化領域中PLC技術功能的優化和完善，通過完善相關技術的功能，增強系統運行的效果、加快運行速度、改善運算處理的性能，結合機械設備的自動化控制要求，優化模擬處理的功能，使得PLC可以成為能夠滿足機械現代化控制需求的關鍵性零部件，確保機械控制的效果和水平[7]。

4.3 專用化發展

近年來我國各個行業對機械自動化控制的要求不斷提高，為滿足各行各業的高標準要求，在PLC技術開發的過程中，需要充分認識到進行產品和系統專用化開發的優勢，按照各類型號的通訊模塊，專門開發容易進行管理的產品和系統，提升機械設備管控的便利性和可靠性。同時還需采用智能化控制技術，完善專用PLC系統的應用功能，確保能夠通過專用的控制模塊，增強機械控制的效果。

4.4 人機交互發展

機械自動化發展期間的PLC技術還會向著人機交互性的方向進步，通過研究與開發現代化的人機交互功能，有機整合各種類型的控制軟件，增強產品和系統的交互性。并且PLC系統開發期間還需構建專門的軟件開發平臺，按照組態軟件、硬件的應用需求，研究開發性能較高的系統，構建人機友好的控制界面[8]。

除此之外，在機械自動化控制發展方面，還需重點改善PLC系統的網絡通信功能，積極采用現代化的通信技術，改善通信功能的同時，增強整體的通信技術應用效果，確保PLC技術的良好發展。

5 結語

綜上所述，PLC技術在機械自動化發展中的應用，不僅能夠提升機械自動化控制效果，還能改善控制的現狀，具有一定的重要意義。因此在我國機械自動化發展期間，應重視PLC技術的應用，完善通信功能、開關邏輯控制功能、工業過程控制功能等，通過有效的措施增強PLC技術在機械自動化發展過程中的應用效果，確保可以通過現代化技術增強機械自動化控制的可靠性與有效性，充分發揮先進技術的作用價值。

參考文獻：

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[5]周曉靜，禹智慧.PLC在機械自動化中的應用[J].無線互聯科技，2021，18（12）：86-87.

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[7]張旭，田立勇.PLC自動化技術在機械制造中的應用研究[J].智能城市，2020，6（4）：199-200.

[8]張慶榮.PLC自動化技術在機械制造中的應用探索[J].中國設備工程，2020，11（1）：29-31.

作者簡介

祁鵬：（1984—），男，漢族，甘肅省嘉峪關人，蘭州交通大學學士，甘肅鋼鐵職業技術學院，講師。研究方向：機械設計制造及其自動化。