PLC技術在機電自動化控制中的應用研究

陳炎炎

摘要：為了提高機電自動化控制效果，對PLC技術的構成及運用邏輯進行了概述，結合瀝青攪拌站的特點，對機電自動化控制中PLC系統設計要點進行了總結，并從數字濾波技術、系統抗干擾技術、網絡通信技術和人機交互界面技術等方面對PLC應用的關鍵技術進行了分析。合理應用PLC技術，不僅能夠有效提高機電自動化控制系統的工作效率和質量，而且還能夠使整個控制系統具有良好的穩定性和可靠性，具有較大的應用前景。

關鍵詞：PLC技術；機電一體化；自動化控制；軟件系統；關鍵技術

0? ?引言

PLC是一種新型的控制技術，具有編程靈活、操作簡便等特點，主要由數字和模擬兩種輸入輸出單元組成。PLC技術主要是利用小型計算機作為中央處理單元，并通過對輸入輸出單元進行合理的設置，從而實現對系統的控制。PLC技術在機電自動化控制中的應用，不僅能夠將傳統的繼電器控制技術中較為繁瑣的控制過程進行簡化，而且還能夠使系統具有更好的穩定性和可靠性。因此，對PLC技術在機電自動化控制中的應用進行總結和分析具有重要的意義。

1? ?PLC構成及運用邏輯

1.1? PLC構成

P LC可分為固定不動模塊和組成模塊兩種結構類型。固定不動模塊主要包含電源、CPU板、I/O板等模塊，各子模塊之間不容易分離出來。CPU板由運算器、控制板、存儲器等組成。組成模塊主要包含聲卡機架、底板、電源、運行內存、CPU模塊、I/O模塊等。PLC技術本質上是工業控制系統電子計算技術。PLC技術的硬件主要由電源、存儲芯片、CPU和I/O接口電路等構成，如圖1所示。

1.2? ?PLC技術的運用邏輯

PLC技術的運行邏輯語言是當前PLC系統中比較常見的一種編程語言，它主要是將用戶輸入到程序中的代碼，通過邏輯語言來進行有效的編寫，從而能夠實現對程序的編輯和修改。在進行編程語言設計時，需要對其進行合理的設計，以便實現對邏輯程序的有效編寫。PLC 技術的運行邏輯圖如圖2所示。

1.2.1? ?輸入端

在機電設備控制中使用PLC技術，首先需要將機電設備控制輸入端與PLC連接起來。通常情況下，在PLC技術應用過程中，都會在機電設備控制輸入端使用光電耦合器。PLC輸入端主要是指PLC系統中的輸入端子。通常情況下，PLC系統中都會將輸入點設置成手動狀態或者是自動狀態。

1.2.2? ?輸出端

在機電設備運行中，通常需要對機電設備進行有效控制。而在對機電設備進行控制時，需要對輸出端進行有效地處理，以便能夠將輸入信號進行有效傳遞。

2? ?機電自動化控制中PLC關鍵技術

2.1? ?數字濾波技術

數字濾波技術是指將采集到的信號進行有效處理，然后再進行數據運算，將運算結果應用到數字濾波器中，從而得到需要的信號。在對瀝青攪拌站機信號處理時，一般都是在數字濾波器中進行處理。在實踐中，要合理地選擇數字濾波技術，并且要對數字濾波技術進行合理應用，以確保數字濾波技術發揮出更大的作用。

在數字濾波技術應用中，首先要根據采集到的信號大小進行濾波器選擇。如果采集到的信號比較大，則選擇低通濾波器。如果采集到的信號比較小時，選擇高通濾波器。其次，要根據機電設備運行環境進行選擇。最后，要根據實際情況對其進行合理的應用。

在實際應用中，要根據系統輸入信號以及輸出信號來確定濾波器的類型和參數。機電設備控制常采用IR數字濾波技術，當系統輸入信號是正弦波時，可以采用低通濾波器；當系統輸入信號是方波時，可以采用高通濾波器；當系統輸入信號是脈沖波時，可以采用高通濾波器。在實際應用中，還需要根據實際情況來確定濾波參數和結構。

2.2? ?系統抗干擾技術

在瀝青攪拌站自動化控制中應用PLC技術，也會受到很多干擾因素影響。只有對PLC技術應用過程中所面臨的干擾因素進行分析，并且還需要從多個方面進行抗干擾處理，才能夠提升PLC技術應用的有效性。

近年來，隨著PLC技術的快速發展，其抗干擾能力也得到了有效提升。在實際應用中，通常采取多種抗干擾措施，具體包括：在輸入端使用電源濾波器和光電耦合器；輸出端使用交流穩壓電源；增加隔離變壓器等。當然在實際應用過程中，還需要根據實際情況來采取不同的措施，如在輸入端使用電容濾波器、輸出端使用變壓器隔離等，確保PLC技術在瀝青攪拌站控制中的穩定性和安全性。

2.3? ?網絡通信技術

近年來，在瀝青攪拌站自動化控制中也運用了網絡通信技術，并取得了非常好的效果。網絡通信技術應用到瀝青攪拌站自動化控制中，能夠為設備提供更加穩定、安全、高效的服務。其中現場總線技術可將控制系統與生產過程進行連接，能夠將數據信息傳遞給各個工作站。

現場總線技術的硬件主要包括PC機、變頻器、傳感器、變頻器、現場控制器、電纜等。現場總線技術中的常見電纜為雙絞線和同軸電纜，其可以實現信號的有效傳輸，并能夠保證信息傳遞的安全性和穩定性。

2.4? ?人機交互界面技術

人機交互界面技術是PLC技術中非常重要的一種技術，并且它也是當前應用最多的一種人機交互界面。當前的瀝青攪拌站應用了多種人機交互界面，主要有觸摸屏、人機界面以及圖形化編程。

在PLC系統中，觸摸屏是最常用的人機交互界面，并且它也是當前應用最為廣泛的一種人機交互界面。當前PLC系統中可應用得觸摸屏種類很多，其中有觸摸屏、液晶屏幕以及 PC機等多種形式。

在PLC系統中，人機界面也是一種比較常見的人機交互界面，主要包括圖形化編程和編程語言兩種形式。目前，已有多種圖形化編程在PLC系統中得到了成功應用，它主要是將用戶輸入到程序中的代碼通過圖形化編程來實現，并能夠讓用戶在屏幕上直接進行操作。同時 PLC系統中也應用了多種人機交互界面，通過對人機交互界面進行合理的設計和安裝，能夠確保機電設備控制的安全性和穩定性。

圖形化編程是當前比較常見的一種 PLC系統控制技術，主要是將用戶輸入到程序中的代碼通過圖形化編程的方式進行有效設計和安裝，從而實現用戶對程序的自主控制。PLC技術可應用多種編程語言，其中包括匯編語言、C語言以及VB等多種形式。

3? ?典型應用分析

3.1? ?系統組成及功用

本文以 PLC技術在瀝青攪拌站中的應用為例進行分析。瀝青攪拌站是一種集機械、電子、計算機和信息技術為一體的智能化加工設備，PLC通過對瀝青攪拌站輸入端輸入信號進行讀取和分析，然后通過輸出端的輸出信號，完成對瀝青混合料生產過程的控制。

瀝青攪拌站控制系統主要由攪拌站主體、計算機系統、執行機構和檢測系統四部分組成。其中，PLC技術在瀝青攪拌站中的應用，主要包括輸入信號的讀取和分析、輸出信號的接收和處理以及反饋信號的接收和處理等，最終實現對攪拌站設備的控制。

在對瀝青攪拌站進行操作時，要先打開控制系統并設置相應PLC系統，通過PLC系統完成對生產過程中各個信號的采集和分析。當控制系統發現信號有錯誤時，會自動將錯誤信息發送到PLC系統中。在瀝青攪拌站中應用PLC技術，可以實現對生產過程的自動控制和檢測，大大降低了工作人員的工作強度和強度。同時還可以有效降低生產成本，提高生產效率、計量精度，具有較高的應用價值。

3.2? ?軟件設計

軟件設計是PLC技術在瀝青攪拌站機電自動化控制中的重要部分，主要是對系統中各個部分的功能進行編程，并將其轉化為可供操作的指令，進而實現自動化控制。

在設計PLC技術控制系統的軟件時，應注意以下幾點：一是要考慮到系統中各個部分之間的協調性和整體性，使PLC技術控制系統在實際運行過程中不會出現任何問題；二是要保證PLC技術控制系統能夠實現預期的控制目標，以確保機電自動化控制系統運行的安全和可靠；三是要保證PLC技術控制系統具有良好的抗干擾能力，以避免在自動化控制過程中出現錯誤指令。重點應該做好系統主程序設計和數據采集程序設計。

3.3? ?系統主程序設計

系統主程序包括系統初始化程序、啟動程序、報警處理程序等。在系統運行過程中，PLC技術控制系統可以通過對主程序的應用，實現對瀝青攪拌站的控制，提高生產效率。在進行系統主程序設計時，首先需要根據瀝青攪拌站控制系統的功能，確定控制方案，并將其轉化為主程序的功能指令。然后再根據實際情況確定主程序中各個部分的功能，并將其轉化為相應的主程序功能指令。

在設計主程序時，可以采用梯形圖方法進行設計，也可以采用順序功能圖方法進行設計。在進行PLC技術控制系統主程序設計時，首先需要按照順序功能圖來繪制出相應的梯形圖，并將其轉化為相應的指令。然后再按照梯形圖對其進行編寫和調試。

3.4? ?數據采集程序設計

在機電自動化控制中，數據采集程序是必不可少的部分，它能夠對機電自動化控制系統中所采集到的數據進行分析，并將這些數據轉化為可供操作的指令。

在設計數據采集程序時，應遵循以下幾個原則：一是要保證采集程序能夠按照預定的程序進行，以提高 PLC技術控制系統的運行效率；二是要保證數據采集程序具有較強的抗干擾能力，以防止在機電自動化控制系統運行過程中出現故障；三是要保證數據采集程序，能夠準確地反映出機電自動化控制系統中所存在的問題，以便于工作人員及時采取措施進行處理。

4? ?結束語

為了提高機電自動化控制效果，本文對PLC技術的構成及運用邏輯進行了概述，結合瀝青攪拌站的特點，對機電自動化控制中PLC系統設計要點進行了總結，并從數字濾波技術、系統抗干擾技術、網絡通信技術和人機交互界面技術等方面對PLC應用的關鍵技術進行了分析。

在未來發展過程中，應該不斷地優化PLC技術，使其能夠適應工業生產控制的實際需求。同時，在應用PLC技術時，還應該充分考慮到工業生產控制的實際情況，并根據實際情況選擇合適的PLC技術，以使PLC技術在機電自動化控制中得到更好地應用。

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