PLC 自动化技术在机械电气控制中的应用

◎彭俊

随着我国科学技术的不断发展，机电领域在发展的过程当中也取得了巨大的成就。在目前，我国已经采用先进的PLC自动化技术，有效强化机械电气控制能力。在机电系统当中，也将自动化技术与先进的计算机技术充分结合，并按照相应的机械原理构成了更加先进的机电系统，在实际应用当中发挥了重要的功用，而整个设备最为重要的技术则为PLC 技术，本文主要针对PLC 自动化技术在机械电气控制中的有效应用进行分析，希望能够为提高机械电气控制质量提供帮助。

在我国电气控制领域当中，需要应用先进的计算机技术，一些电气元件的优化创新以及升级都需要应用计算机才能够顺利完成，然而在目前具体应用的过程当中，受到外界信号的干扰导致计算机控制系统受到影响，不利于设备的正常运转，而PLC 技术的应用，则有效解决了这一问题，使电气装置的控制能力得到显著增强，对于推动机电事业的进一步发展起到了关键作用，因此将PLC 自动化技术应用到机械电气控制当中具有重要的现实意义。

一、PLC 技术原理以及发展概述

（一）PLC 技术原理分析

PLC 技术在电气控制领域发挥着极为重要的作用，在实际设计制造的过程当中，该技术主要运用了先进的计算机技术以及自动化技术，将二者有机结合，进而形成了PLC 技术的核心基础。不仅如此，PLC 技术还需要结合相关的机械原理，将理论知识融入其中，才能够保证PLC 系统得以正常运转，使该技术在实际电气控制当中发挥重要功效。

PLC 系统主要是通过存储器以及一些接口组合而成，对于存储器也具有一定要求，需要进行相应的逻辑计算，通过代码编程能够有效实现运算功能，并且具备相应的输入以及输出口，便于信息的传输。在工作的过程当中可以进行扫描以及中断，进而实现控制功能。具体操作时，主要是利用计算机对其中的程序进行有效编辑，而后可以将准备好的代码存储到相应的存储器内部。

在具体实现控制功能的过程当中，主要是通过输入以及输出模块来实现。PLC 系统的接口可以与输入模块相互连接，进而有效处理输入信号，而对于输出模块，则主要是与相应的元器件相互连接，如此便能够通过输出端输出相应的信号，实现对电气元件的有效控制。在整体硬件方面，通过以上原理能够有效实现控制操作。除此以外，对于其他硬件还包括电源以及微处理器等，对于CPU，则主要包含两种，分别为可读以及可写存储两种，在进行软件编程时，也可以根据实际的控制需求进行合理编写，在实际应用时具有重要的实用价值。

目前，在我国电器控制工程当中充分利用PLC 技术极为方便，效果也极为显著，具有较强的抗干扰能力，并且控制极为精准，操作也简单，无论是软件编程还是硬件结构都具有普适性，因此在未来，PLC 自动化技术具有广阔的发展前景，有助于推动我国电气控制行业得以持续健康发展。

（二）PLC 技术的发展历程简介

在世界工业发展的过程当中，计算机技术起到了至关重要的作用，推动世界工业得到了迅猛的发展。随着科技的不断进步，计算机技术在目前的工业以及其他各领域当中都占据着举足轻重的地位，无论是在理论研发的过程中，还是在产品制作的过程当中，计算机的作用不言而喻。在现代工业领域，计算机已然成为了不可取代的重要技术，随着信息技术不断发展，技术改革不断深入，计算机技术已经与其他技术逐渐融合，例如在机电领域与机械电气控制技术相互融合，进而形成了新的学科，借助计算机使得电气控制水平得以显著增长，在目前的工业发展中占据着主流方向，并且在未来也具有着重要的发展前景。

尤其是随着工业的不断发展，目前正向着智能化、自动化方向不断迈进，在此基础上，计算机机电控制技术不可或缺。在市场当中利用计算机技术实现控制的相应产品的需求量，也不断增加。尤其是对于一些需要精密控制的设备而言，对于控制产品的整体功能以及其精度都提出了更高的要求，为了能够满足工业发展的现实需求，在控制技术方面也加大了研发力度，不断涌现出新的产品，随着技术的不断发展，自从第三次科技革命开始，在各项技术领域都取得了巨大突破，当然在电气控制方面也不例外，许多先进的技术以及高端的产品走入市场。

在技术不断更新开拓的进程当中，从上世纪70 年代开始，制造出了可编程存储器，这就为PLC 技术的出现奠定了坚实的基础，在该存储器被研发制造出来之后，首先被应用到汽车工业当中，有效推动了该领域的快速发展，也让人充分意识到该设备在未来的发展前景。于是在短短的20 年之后，以该设备作为核心的PLC 技术呈现在众人面前。自从PLC 技术出现以后，在机械电气控制领域方面得到了巨大的突破，无论是对信息的处理速度，还是其自身的运算机制都取得了巨大的提升，使控制更加精准。该技术的出现也使原有的机电设备，不断向着机械电子元件一体化方向不断发展。在当下PLC 技术在机械电气控制方面依然是核心控制技术，同时也是未来发展的重要方向。

二、PLC 自动化技术在机械电气控制中的应用分析

（一）DCS 控制系统分析

PLC 技术自从出现以来，对于提高机械电气控制水平，起到了极为关键的作用，随着技术的不断研发以及探究，目前已经逐渐走向成熟。在机械电气控制领域的研发方面一直发挥着重要的价值，对于有效改善电子器件的性能具有至关重要的作用，使装置的鲁棒性能够在一定程度上得到显著提升。

在原本设备当中，由于控制单元方面存在缺陷，然而PLC技术则有效解决了这一问题，在目前电气控制方面占据着不可取代的地位。技术人员通过PLC 技术，能够利用编程进而实现对电子元器件的有效控制，操作起来极为方便快捷。

在目前我国电气控制领域方面，主要使用DCS 控制系统。该系统又称集散型控制系统，是目前最为流行的控制系统，通过该系统能够对设备现场进行实时监督以及控制，其主要原理是采用先进的监控技术以及计算机技术，进而与现场控制实现有效对接，充分达成分散以及集中管控。在实际工作的过程当中，由于会收集到大量的工作信息，为了使信息得到有效处理，需要充分应用通信总线提取重要的信息，强化信息管理，并且使机电装备能够得到更加科学地分配，如此一来，便能够在显示以及控制方面得到有效集成，而且还能够对设备内部的硬件进行有效控制，进而组合成完整的控制体系，在实际控制工作中能够实现精准控制。通过该系统对大量信息进行集中处理，能够有效降低风险，避免由于信息混乱而导致崩溃的现象发生。可见，通过DCS 控制系统的有效应用，能够针对其中的风险信号进行分散管控，进而有效提高电气控制效率和质量。

（二）PLC 技术应用控制设计分析

PLC 技术主要是通过电气控制装置实现对电气设备的有效控制，使二者形成良好的连接。因此在实际操作的过程当中，为了使该控制能够更加顺利，使装置的鲁棒性得到进一步提升，强化自动化控制的水平，一定要对PLC 技术进行合理地控制设计，避免因为技术漏洞而导致控制存在缺陷。这就需要相关技术人员在应用PLC 技术进行控制之前，首先一定要对该技术进行有效检测，发现其中的漏洞及时排除，为设备的正常控制奠定良好基础，当设备发生故障时，也要对产生故障的原因进行有效分析，并做好记录，不断总结经验。

在进行设计时，也要进行全面考虑，包括设备完成制作之后，可能会存在的风险也要进行提前预估，为了达成这一目的，则需要对PLC 技术的整体概念以及原理做到深入了解，不仅如此，对于数字以及模拟电路、计算机、C 语言等相关技能也要进行全面掌握，为PLC 技术的高效应用提供良好保障。

不仅如此，先进的理论也能够为改进PLC 技术提供前提，比如可以根据实际情况，对PLC 系统进行全面改进。当发现电子元件需要改进时，则可以在符合实际需求的情况下，变更元器件，在软件方面可以对系统进行优化升级，如果算法存在不足，也可以对PLC 技术的控制算法进行优化创新，进而使整个系统更加强大。在机械电气工程当中涉及到各样化的设备，而不同的设备，对于外界环境也有着不同的需求。根据设备的实际情况对温度、湿度以及其他因素都有着不同需求，这就需要相关制造人员要充分掌握设备的实际情况，进而根据实际需求选择恰当的材料进行制造，使其能够符合周围的环境，进而保证设备正常运转。对于需要占较大面积的设备，要根据其具体的功能进行相应的结构设计，使其能够正常运转，在选择控制算法时，也要做到科学合理，并结合实际需求进行不断完善。

为了使产品设计能够达到正常标准，在此之前也可以充分利用计算机技术对设备进行模拟，通过先进的计算机技术能够构建仿真环境，通过模拟使相应的电气装置得到有效模拟，通过构建模型的形式，对设备正常运转时所产生的运动以及受力等情况进行科学分析，甚至对电路的运转情况也能进行高效模仿，并且在模仿过程当中及时收集整理相关数据信息，经过合理分析，确定装置相应参数，并充分了解其工作极限是否能够符合实际工作要求，根据结果进行及时调整。

不同的电气控制装置在其结构、算法以及材质等方面与周围的环境包括温度、湿度以及空间等，都存在一定的差异，因此在应用PLC 技术实现机械电气控制装置制造的过程当中，一定要结合实际情况进行分析，做到科学合理的设计，才能够满足实际控制需求，同一种PLC 技术理论无法应用到一切装置当中。因此为了使PLC 技术在机械电气控制装置中得到更好的应用，首先在开发产品时，要结合其实际功能需求，提前做好结构设计以及算法设计，而后根据设计的情况，通过仿真模拟确定其可实施性，经过仿真得出相应的数据，根据数据分析，对其设计结果进行有效调整，直到在仿真模拟当中达到相应要求后，再将其投入到生产制造当中，如此便能够使PLC 技术有效应用到机械电气控制当中，提高控制水平。

（三）PLC 技术的应用优势分析

PLC 技术可以说是科技创新的产物，随着科学技术的不断发展而形成的技术，为了能够使其更好地应用在机械电气领域当中，唯有充分掌握其运用原理，并且能够熟练的使用，才能够在机械电气控制当中发挥其应有的功效。在实际设备应用以及生产当中，能够有效提高工作效率。在机械电气设备运转的过程当中，应用PLC 技术进行控制，其工作原理主要是借助提前设计好的编程，通过先进的计算机实现对电气设备的有效控制，通过电流的驱动，使得相应机械设备可以做出相应的动作，进而实现对设备的有效控制。在此过程当中完美地实现了对机械设备、电子以及软件程序之间的有效协调，进而使设备的功能得到有效发挥。

随着科学技术的不断发展，在学科领域实现多学科交叉是未来科技发展的重要方向。而PLC 技术正是将机械、电子以及控制充分融为一体，进而在实际工作当中，有效实现对电气设备的精准控制，对于推动我国电气工程的发展具有重要的意义和价值，充分解决了社会对于科学技术的迫切需求。

通过PLC 自动化技术实现控制能够有效提高工作效率，并且使生产力也得以大大提升。同时该技术也表明科学技术才是第一生产力，推动我国科研人才的进一步培养，进而为科技创新提供良好的助力。PLC 技术本身也具有着强大的功能，通过计算机设备能够有效实现对机械电气装置的全方位监督以及控制。在监控过程当中，所涉及到的部分较为全面，包括设备运转产生受力、振动以及装置的运动情况，鲁棒性等都能够进行有效的监控，此外对于各样元器件包括系统的运行状况都能够做到全面监督以及控制，能够有效保证机械电气设备的正常运转，可见借助该技术能够实现全方位多层次的监控作用，即便在运转过程当中发现问题，某一参数发生变化，或者某一个设备出现问题，都会通过信息反馈进行报警，并能够指出问题原因所在，为检修人员提供检修依据，可以充分按照计算机反馈的内容进行快速维修，及时解决设备故障，对于延长设备寿命具有重要的意义和作用。

PLC 技术在应用到机械电气控制装置中时，为了满足不同设备的需求，在制作以及设计的过程当中，要保证其整体体积较小，具有较轻的重量，还要保证低能耗，如此才能够在各样的设备当中得到有效应用，并且其操作也较为便捷，使用户能够更好的进行操控，通过PLC 技术的有效应用，对于实现机电一体化也具有重要的影响意义，目前在机械电气控制当中，PLC 技术已然发挥了重要作用，在各个工厂中被广泛应用。在实际生产过程当中，发挥了重要的功效，机械电气控制装置由于PLC 技术系统的安装，能够通过其运算功能实现与或非逻辑的有效处理。

不仅如此，随着科学技术的不断发展，高速计算机的出现也为PLC 技术的应用提供了巨大的助力。使其硬件得到进一步优化改进，使内部微存储器得到了进一步扩容，在运算方面速度也更快，并且在工作过程当中能够保持良好的稳定性。

此外，在机械电气控制系统当中需要应用大量的集成电路，为PLC 技术的有效应用奠定了良好基础，然而其优势在于该技术在运行的过程当中，所消耗的成本相对较低，能够有效降低资源消耗，并且其内部电路也能够稳定运转，整体性能处于优越的状态。在工作中也更加稳定，具有较强的鲁棒性。除此以外，还能够有效防止不明信号的干扰，具有较强的抗干扰特性。例如，在信号传递的过程当中，一旦受到外界干扰，则会使设备运转造成极大阻碍，在实际工作中，机械振动所产生的噪声，会给信号造成一定的干扰，然而借助PLC技术其波形虽然短暂变化，然而会在较短的时间内恢复稳定，不会受到外界的干扰而使系统出现崩溃的问题，即便系统在运行的过程当中发生故障，也会借助计算机监测系统，及时警报并发现问题产生的原因以及位置，进而能够及时进行解决，主要是通过对硬件的有效检测，根据反馈得到的波形图进行故障判断，自动化程度相对较高，可见PLC 技术的有效应用，使机械电气装置能够更好的啊运行，操作也极为简便，还能够及时进行维修，所耗成本也相对较低，因此在电气控制领域得到了广泛应用。

结束语：

总而言之，通过对PLC 技术的简单分析，以及在机械电气控制领域当中的有效应用，可以发现在机械电子领域当中，PLC 技术占据着重要地位。在机械制造及生产的过程当中，能够通过PLC 进行有效控制，并且能够借助计算机进行实时监控，有效提高生产效率，使产品品质得到有效保障，因此技术人员一定要重视PLC 技术的研发和创新，进而为推动电气控制工程的持续发展奠定良好基础。