探究PLC自動化技術在機械制造中的應用

劉建軍，馬盈豐

（寧波中億自動化裝備有限公司，浙江 余姚 315400）

0 引言

我國機械制造行業在起步時間上存在較大的滯后性，不僅缺乏成熟的生產工藝，也未較好的把控生產環境與環境，而這也是機械制造質量長時間以來均未得到顯著提升的一個主要原因。現代社會中，工業迅速發展，其規模越來越大，而我國的機械制造業借助現代科技（PLC技術、人工智能技術等）也迎來了自動化與智能化的生產時代。所謂PLC技術，則被簡稱為可編程邏輯控制器，在一系列指令要求下完成相關功能，如控制順序、定時、邏輯運算等。現階段，該技術廣泛運用于機械制造、電氣工程的動行業中，有力地強化了工程自動化控制能力。通過進一步明確PLC技術在機械制造自動化控制的核心地位，進一步優化技術管理計劃，充分彰顯出技術優勢，對機械制造自動化控制體系進行有效完善。

1 PLC自動化技術概念及其應用優勢

1.1 概念

PLC自動化技術也被稱為可編程邏輯控制器，由五部分組成，分別是電源、存儲設備、中央處理器（CPU）、編程器、輸入輸出設備[1]。就其本質而言，其就是存儲器，只是具備編程功能而已，對于有效數據可開展已編程的邏輯運算，且將相關指令迅速傳輸給控制設備，形成相關反饋，然后再向所控制的機械生產設備傳遞生成反饋。相比于傳統的生產控制系統及其控制技術，PLC自動化控制技術運用較為便捷，且安裝十分簡單，同時其也具有較為顯著的應用效果和很強的技術運行可靠性，外界不確定因素不會對其產生較大的影響。

1.2 應用優勢

PLC自動化技術因控制單元體積較小，且安裝操作起來也并不復雜，具有廣泛的通用性，所以廣泛運用于現代化制造行業中。用戶可通過編寫程序滿足個性化控制需求，進一步提高機械裝置靈活性、適用性。與此同時，此項技術還可將多方技術支持提供，不僅功耗低，可靠性與性價比也很高，可以說現階段自動控制領域的一項核心科學技術就是它。

（1）操作簡單通用性高。近年來，PLC自動化技術迅速發展，對于系統程序語言互譯操作方面，大多數PLC自動化技術支持力度較大，使用者無需專門學習一門語言，只需結束編寫語言代碼，通過軟件本身就具有的翻譯功能就能夠完成語言的順利轉換，實現PLC自動化編程操作，語言門檻有所降低，安裝與調試也得以簡化，循序漸進地同外部接線，對操作系統結構進行有效簡化，有效縮短了系統運行時間，提高了工作效率。為了能夠強化PLC實用性，全球PLC均對國標的通行協議予以統一應用，為各廠家生產與互換予以了各種便捷，可簡單開展后期PLC調試處理活動，進一步強化其通信的開放性。

（2）小體積低能耗。在電子線路集成化科學技術中，最重要的一個應用表現就是PLC裝置，其實際安裝尺寸通常在10cm以內，重點控制不超過150g，充分保障了機電一體化的順利實現。使用實踐中，PLC消耗功率往往為個位數，有助于功耗的降低。

（3）較強抗干擾能力。PLC裝置內部往往被列入到抗干擾電路排布和制造工藝范圍間，

以保證實際工程中能夠在電路和電磁之下，可靠性較強，進而便以堅實的基礎助力了PLC系統相互之間實現有效通信，PLC裝置還引入了多重的抗干擾科學技術，不管環境怎樣惡劣，其正常運行均不會受到影響[2]。

2 機械制造領域中PLC自動化技術的具體應用分析

2.1 PCL自動化技術的應用流程

作為使用頻率最高的一項應用控制手段，機械手實現控制的主要模塊有3個，分別是PLC、繼電器和微機[3]。現階段，借助OLC運用PLC自動化技術，并有機整合計算機、自動化控制和最新通信科技，使之成為一個整體。因此即使發生故障，也可以在很短的時間內進行維修。PCL自動化技術應用流程較為復雜，具體程序為：先將設備打開，再準確判斷出機械制造的物品的位置，然后機械手發揮定位功能抓取物品，這時PLC便會主動地提高手臂，并根據編寫程序沿水平方向進行移動，從而將手臂中的物品放到指定位置上，最后回到原始位置。之后再以此步驟為基礎，便可多次完成不同的工作。

2.2 PLC自動化技術的具體應用

（1）遠程通訊控制。借助分析現代化機械生產制造系統可以了解到，PLC自動化技術是展開控制的主要手段，在科學技術的迅猛發展下，PLC自動化技術可以立足于相關指令將系統完成，并糾錯邏輯錯誤，對系統內部存在的故障進行檢測，為系統運轉的正常提供充足保障[4]。在機械制造過程中，借助PLC技術能夠實時監控機械設備的各個制造流程，再以生長情況為基礎，對誤差有沒有超出系統預設的合理范圍進行檢測，借以對機械設備的運行狀態以及系統內部有無邏輯錯亂等問題出現做出判定。等到將問題原因明確后，PLC裝置會及時警示工作人員。PLC自動化技術的通訊具有很強的開放性，可以和各系統的PLC進行通訊交流，達到遠程操控的目的。

（2）邏輯運算。在機械化制造生產的內部系統中，PLC自動化技術的數據維護能力、邏輯運算能力具有至關重要的作用。比如，在篩查、轉換數據信息時，通過將PLC自動化技術超強的運算能力利用起來能夠實時采集信息數據，同時對其展開認真分析和處理，對信息數據的整個過程進行監控。此外，在降低生產企業物力、人力消耗方面也發揮著極為重要的作用，使企業的生產成本得到有效節約，借以顯著提升經濟效益。

（3）數據處理。現階段，通過計算機技術的支持，PLC技術功能的發展日趨多樣化，對包括函數運算、矩陣運算以及邏輯運算等在內的一系列數學運算均予以支持[5]。同時，PLC自動化控制系統還具備其它多項功能，如數據傳輸、轉換、儲存、檢索，就算機械設備出現故障，數據被損壞又或是被丟失，則可通過將備份數據啟用的方式來把損失降至最低。除此之外，此系統還能密切聯系獲得的數據信息，展開數據調節與反饋，使實際數據盡量與標準相貼近。借助PLC技術可自動化控制設備的運行和停止，實現對設備運行時間的精準控制，讓機械設備運行的安全性、穩定性得到充分保障。

（4）生產系統控制的自動化。在實際的機械制造中，企業可以和自身實際情況相結合，對PLC的控制指令和控制木塊組合方式進行合理優化。盡量把簡約的系統模塊建立起來，在多元化控制機械制造流程的同時，實現自動化生產的整體控制。可以利用PLC自動化系統，把要求指令鍵入，此系統能夠及時掌握不同變量的變化。只要變量為超過允許范圍，則PLC就會控制系統內的裝置。比如飲水機，對熱水槽中的水溫進行監控，如果水溫小于允許值，其外部指示燈便會亮起，此時加熱器便會工作，進而使水溫符合目標值。借助PLC自動化技術便可以實現此過程，保證系統不會出現差錯。

（5）零部件裝配。在機械制造業中，零部件極為常見，雖然此項工作的復雜程度并沒有高，但也必須對相關標準予以嚴格遵循。在裝配時嚴格按照裝配要求，對合格零部件予以選用。傳統機械制造過程中，一般是借助人力來完成對零部件的裝配的，如此所消耗的人力資源非常大[6]。且由于長時間的重復機械勞動，工作人員參與工作的熱情會越來越低，經常發生操作失誤的現象。現階段，不斷進步的科學技術，對自動化技術的產生與應用起到了積極推動作用，諸多機械制造企業都可以進行自動化制造，且在裝配零部件時也會應用到自動化技術。這樣既將大量可分配的人力資源給獲得，也在一定程度上把人為因素對裝配質量的影響有效減少，顯著提高生產效率。

（6）開關量控制。利用計算機技術，PLC技術可有效融合繼電器和各種各樣的先進通信科技，對電氣工程中的各種電氣設備進行有效控制，確保系統穩定運行。PLC技術開關量控制程序是核心，借助存儲數據的中間繼電器，可以確保機械制造先關設備的邏輯性控制開關的控制量更加穩定，包括生產相關運輸帶、沖床、機床等[7]。同時，斷路顯示器能夠集中控制系統，有效解決控制系統中各種元器存在的不足問題。在機械制造過程中，借助在CNC機床數控系統中將PLC技術引入，對提高邏輯處理任務的有效性極為有利，同時編程控制器可以和機床強電控制、數據系統微處理器密切聯系在一起，讓機電一體化生產水平得到大幅提高，使產品質量得到保證，進而為當前機械制造中改造普通型、經濟型數控機場提供技術支持。

2.3 PLC自動化技術在機械制造中應用的注意事項

為了高校應用PLC自動化技術，首先必須加大對其運行環境的控制力度，具體要求包括以下幾點：

（1）溫度。0～55℃是與PLC自動化控制系統運行相適合的最佳溫度，且系統安裝位置需具備良好的空氣流通性，散熱空間要大，通常具有較大發熱量的元件下方不適合作為安裝地，系統基本單元應間隔拓展單元30mm，若是必須在超過55℃的環境中安裝，務必要安裝風扇，以確保環境通風散熱效果良好。

（2）濕度。PLC自動化控制系統中囊括了諸多電子元件，為避免系統的正常運行受到影響，就一定要確保電器具備絕緣性，同時運行環境的相對濕度不能超過85%，同時不能夠出現凝露[8]。

（3）震動。保證PLC自動化技術裝置無強烈振動源，一旦有，需盡量把間距增大。當系統的振動頻率為10～55Hz或連續振動時，則其正常運行就會受到干擾，因此需盡量避免此種運行條件，如果有必要可從源頭上或者從傳播途徑著手將振動有效阻隔。

（4）抗干擾。在電源是PLC自動化控制系統中不可或缺的一部分，盡管在因為電源形成的電池干擾方面，PLC發揮了抵抗作用，但若是感到嚴重，或要求系統穩定性較強的時候，需把抗干擾措施切實做好，所選擇的電源必須具備供電品質佳、供電穩定的條件，最好采用雙絞線。同時把相關防護裝置（低通濾波器、隔離變壓器等）安裝在交流電源輸入端子前，將諧波信號、高頻干擾信號過濾到，降低傳導型、輻射型電磁干擾。另外，在設計系統時，可并聯浪涌吸收器和交流信號輸出、輸入的壓敏電阻，如果PLC控制系統所處環境較為復雜，存在較大的外界噪聲，便可以借助對光耦合器進行安裝，以減少電磁干擾。同時利用數字濾波技術過濾噪聲信號，進而增強系統抗干擾能力。

3 結束語

快速發展的科技，助推了我國機械制造業智能化發展。在此形勢下，也就提供了廣闊的發展空間給我國PLC自動化技術的發展，使之成為機械制造業今后的大勢所趨，不論是在生產，還是生活中均得到廣泛應用，推動了我國機械設備自動化的可持續發展。但PLC自動化技術在發展過程中還有諸多問題存在，比如PLC自動化技術的編程設置，PLC自動化技術能否符合機械制造中的應用特點等。我們除了重視這些問題外，還要在今后的發展中將其不斷完善，以注入更多的活力到PLC自動化技術的發展過程中。