机械工程与自动化中PLC技术的应用

黄建民

摘要：PLC技术是计算机技术和传统机电控制技术之间的桥梁，运用该技术避免了传统机电控制系统的构造复杂、可靠性差、能耗高等劣势，利用计算机的高速运算能力，灵活处理和分析现场工作的生产情况，并对生产状态进行实时监控，能够简单易行地实现工厂生产操作过程，降低了人员的使用门槛。

关键词：机械工程;自动化;PLC技术;应用

1  PLC技术概述

PLC是在传统的继电接触控制技术基础上改造而来的，通过微处理器的应用，有效地避免了该技术高耗低能的缺点，且无需专门的计算机编程语言，指令形式简单，易于调试，可发展空间大，被广泛应用于机械工程电气自动化控制系统中。此外，PLC的存储区是可编程的，可根据自动化控制系统的指令信息，完成相应的逻辑计算，而其中的控制器可进行多次扫描，并将扫描结果传输给执行模块，由中央处理器循环性的执行程序。应用PLC技术的电气自动化控制系统中，仅有输入、输出两类接线端口，通过调整存储器程序来实现控制目标。

随着工业需求的变化，PLC技术体系正在不断不完善，例如说基础性能的增强，抗干扰是PLC控制系统的基础性能，人们发现使用隔离变压器屏蔽干扰源，或将LC滤波电路设置在电源处，均能够有效提升该系统的抗干扰能力，继而避免因为电磁场等的干扰影响指令的传达执行。

2  PLC技术的特点

PLC技术涵盖了过程控制、位置控制、生产监控、顺序控制和生产管理等多项生产过程，通过控制设备和PLC处理核心的信息交流达到完成设备的复杂操控，对于目前的信息交流最主要的是维持信息交流的准确性和稳定性。相对于其他的技术而言，目前的PLC技术仍是进行数据传递和共享最稳定的方式。PLC技术具有以下几个特点：第一，使用国际标准通信协议。PLC设备生产商为保证PLC技术的推广和用户使用的便利性，定制了标准化的国际通信协议，使得市场中各种不同品牌的PLC设备能够相互替代，方便了用户的维修保养，同时也提高了PLC产品的市场开放程度。第二，现场总线与PLC接口的契合度极高几乎所有的PLC生产商都进行现场总线的生产，并在市场中得到广泛流通。像DeviceNet、Profibus、AS-I总线集中总线已经在国家标准中进行了详细的规定。这些标准化的现场总线保证了其余PLC接口的契合度的高度一致，从而提高了通信的稳定性。第三，程序算法逐渐简化PLC生产商为减轻用户的使用难度，专门设计了连接计算机和PLC设备的通信软件，将复杂的程序进行翻译，减少了用户使用过程耗费的时间，同时也使得对PLC的使用人员的专业素质要求降低，提高了PLC设备的易用度。

3  PLC技术在机械工程中的应用现状

受传统经营管理模式的影响，PLC技术在机械制造业领域的应用效率较低，加上机械制造业发展速度较慢、管理人才缺乏、技术水平较低，使得PLC技术在机械工程领域的应用受到了严重限制，导致工程生产效率低下。另外，PLC技术在机械工程领域中的应用还存在一些技术缺陷，突出表现为机械设计生硬，缺乏技术创新等，在很大程度上影响了企业PLC的自动化生产。

4PLC技术在机械工程的应用

4.1生产自动化控制

4.1.1柔性自动化技术

柔性自动化技术是PLC技术中常用的技术，这种新兴技术主要是基于计算机信息技术基础上发展而来的。在应用时，不仅有助于实现操作技术自动化，而且还可以在确定加工目标前提下实施智能操作。现阶段，柔性技术作为机械工程中重要的技术类型，结合了信息技术、计算机设备和机械生产技术，提高了机械工程设备的优越性，对机械制造工业的进步有着重要的意义。既可以在很大程度上提高生产的数量、质量和效率，又可以降低产成本，帮助企业获得更多的产品效益。

4.1.2集成自动化技术

集成技术主要是指对现阶段使用的信息技术进行不断改进，提高机械制造的具体化，同时，实现机械制造中各种相关技术与信息高效集成，促进机械生产扩大，增强设备的集成能力。这也是集成技术的优势所在，使得技术在机械工程应用中更具普遍性。另外，由于集成技术包含很多方面，如数据库集成、工业系统设计和质量系统工程等。在这些方面，集成技术都可以发挥一定的优势，但是现阶段集成自动化技术主要应用于机械工程领域的产品研发、生产和控制中。

4.1.3智能自动化技术

智能自动化技术是指对神经网络人工智能等技术实施过程模拟，实现对数据信息的自动化分析和采集。这一技术在应用时，既提高了机械智能化的操作水平，又推动了集成化自动化控制技术完善。将其应用在机械工程，集中技术的优势，可以将人工智能技术融入到机械制造过程中，既提高了对机械设备生产过程的自动化监控，又降低了人力成本的使用，减少了企业的人力资本投入。另外，利用智能技术识别神经网络信息，不仅可以在识别过程中保证智能技术的适应能力，而且还可以及时、快速解决各种突发事件，提高机械设备运行的安全稳定性。

4.2控制逻辑运算

将PLC技术应用在机械工程自动化生产和控制中时，可以将相应的技术装置视为二进制开关，然后利用适合的逻辑运算，实现对机械工程生产中应用设备的精确的控制。同时，将PLC技术应用在机械自动化工程生产中，可以借助开关量大小和数据处理实现对开关的有效控制，进而实现逻辑运算控制，提高机械设备应用效率。另外，由于使用PLC技术进行逻辑运算控制时，这一技术还具备收集生产数据的功能，使得PLC技术可以广泛应用在金属冶炼、食品加工等制造工业中。

4.3远程通信控制和系统控制

PLC技术有着广泛的使用空间，可以应用在很多的领域中，其中远程通信控制与系统控制就是应用的重点方向之一。在实际应用中，既改变了原有的生产控制模式，提高了生产的效率，又进一步实现了对机械设备的自动化控制。从远程控制方面而言，将PLC技术应用在机械设备中，可以及时、有效地感知到设备运行中存在的问题，并借助一定的逻辑运算实现系统故障问题报警，提醒相关人员及时进行处理，促进设备的正常运转。而从系统控制方面而言，PLC技术的应用便于及时对存在的问题进行处理，提高了对设备的维护和保护力度。

5  PLC自动化技术的发展趋势发展前景

在激烈的市场竞争环境下，机械制造技术将会迎来更加广阔的发展前景，加上人们对产品质量要求不断提升，为了满足人们的产品需求，相关人员需要采取有效措施不断改进机械制造业的工程技术形式，从而在最大程度上降低劳动者的劳动强度，提升产品质量。以供水系统发展实际情况来看，PLC技术在供水系统中的应用能通过变频调速控制方式来对水压进行合理把控。基于PLC技术控制下的变频调速供水系统还能根据实际需要来调节水资源的消耗，在确保系统稳定运行的同时减少资源、能源的消耗。

结束语：在生产制造行业中，电气机械已逐步代替了人工，在能源的驱动下为社会不断创造丰富的物资，而随着计算机技术的发展与广泛应用，人们开始研究机械工程及其自动化控制，以期降低人工运营成本，提高工业制造效率。电气自动化技术由自动化软件、硬件以及系统这三个组成部分，其核心技术为PLC技术，通过开关控制和順序控制等多种方式，能够实现电气机械工程的自动控制调配。

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