智能制造背景下PLC 技术在机械工程控制系统中的应用

黑生海

（宁夏水电技师学院，银川 750004）

目前，我国的机械工程智能化和信息化发展水平仍未达到预期效果。在国内人工智能技术持续发展的影响下，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）技术与机械工程自动制造控制领域逐渐融合，并在借鉴国内外先进开发技术和设备生产经验的基础上，将PLC 技术与我国机械工程行业发展的实际需求相结合，对于我国的制造业转型发展具有十分重要的促进作用。

1 PLC 技术的内涵

PLC 技术是一种面向控制过程及用户所形成的自然语言综合编程装置，可以广泛使用于工业环境的通用控制装置[1]。从技术实质来看，PLC 技术始终以控制系统作为核心，集成了信息技术与控制系统，能够满足我国现代工业提出的全新需求。

2 机械工程控制系统中PLC 技术的应用优势

2.1 抗干扰优势

PLC 技术使用了信息技术及多种集成电路技术，以此为基础形成的机械工程自动化控制系统内部包括大量的电路结构，使用性能得到明显增强。PLC 技术在机械工程自动化控制中应用时，技术人员为了进一步提升系统运行的稳定性，引入科技含量较高的抗干扰技术，并且通过加密和检测系统的设置，确保PLC技术可以在工作环境和使用性能发生变化时，自动弹出预警窗口，寻找系统故障点，以便管理人员能够第一时间解决存在的各种故障现象，强化外界因素抵抗能力的同时，提升系统运行的稳定性[2]。PLC 技术中引入了抗干扰技术，因此能够应用于复杂的电气线路以及工业企业的工作环境中。

2.2 存储优势

在国内PLC 快速革新发展的影响下，系统的操作流程及结构越发简洁。目前，PLC 技术工作流程以数据的输入、输出、存储以及中央处理等为主，其中数据存储的作用表现在编程函数逻辑存储和记录顺序控制等方面。与传统系统信息储存方法相比，PLC 技术的信息储存效率和安全性得到了有效保障，逐渐解决了存储错误和数据丢失的问题。此外，PLC 技术可以引入云备份技术，系统整体储存容量处于一种持续扩张的状态，具有良好的耐用性，整体的成本投入较低，可以广泛应用于工业企业操作数据较为复杂的工作环境。在机械工程的控制系统中，PLC 技术能够根据实际的工作状况形成可行性相对较强的工作程序，在存储数据后由系统后台进行自主解释，保证及时处理各项流程问题，提高检修工作的效率。

2.3 实用性优势

目前，PLC 技术中使用特定的线路接口，能够与电路系统、端口等共同配合完成系统的控制工作。在不同的电路系统和端口中设置对应的开关，技术人员只需对开关进行操作，便能够有效应用PLC 技术控制机械工程，实用性明显增强。PLC 技术在机械工程自动化控制系统中的使用能够从根源上改变传统的运行管理模式，逐渐提高自动化水平。同时，PLC 技术能够覆盖工业企业中的诸多控制系统，使得机械工程控制系统的运行效率得到明显提高。

3 PLC 技术在机械工程控制系统中的应用

3.1 用于生产自动化控制

在当前机械制造的背景下，我国的机械工程控制系统逐渐向着自动化方向发展，尤其是在机械生产的自动化控制中，PLC 技术和相关设备能够在参数控制模块和位置控制模块等多个功能模块的基础上，实现机械工程自动化生产的目标。PLC 技术的应用要求相关人员全方位调查产品的生产过程，以需要控制的动作和监控对象为基础科学调整生产过程，并优化模块配置和组合方式，达到既定的自动化控制效果。

在PLC 控制模块运行的过程中，参数模块模拟可以帮助管理人员监控整个生产流程，并且能够将控制语句传递到监控仪器，以此进一步提升监控精度[3]。目前，绝大部分国家的机械工程控制系统都已经引入PLC 技术，用于实时监控设备的运行状态，有效提高机械工程的自动化控制水平，为机械行业精密仪器的生产提供必要的支持。

3.2 用于开关量控制

在机械工程运行过程中，开关量作为其中的通断信号、无源信号，对于工程运行效率和机械设备的使用寿命都会产生最直接的影响。在机械工程控制系统自动化发展的过程中，PLC 技术能够改变自动化管理过程形式。例如，可以修改编程储存器的数据，以满足工程电气设备运行的需求。但实际工作中，工业企业在利用PLC 技术进行开关量控制过程中，需要明确分析该技术使用效率以及机械工程效率等方面的需求，确保有效更改PLC 系统的数据，使各项技术满足应用标准要求[4]。工业企业在利用PLC 技术控制开关量的过程中，首先需要完成开关量的分析工作，逐渐提高工程的开关量效率和强度水平，并升级硬件设备，以此维护继电器的稳定性。

在开关量控制和设计环节，PLC 技术的应用需要相关人员优先根据机床的控制功能形成有关控制和输出信号间的逻辑关系，然后针对逻辑函数进行简化，使用PLC 系统指令建立对应的函数关系。在控制指令完成编写工作后，可以进行输入/输出（Input/Output，I/O）分配，最终形成逻辑关系的梯形图。针对不同设备的特殊需求和功能添加对应的程序，并上机完成初步检测，根据最终的测试结果进行数据调整。在数据测试工作完成后，便可以在后台输出PLC 控制指令，借此对开关量进行有效控制。

3.3 用于控制逻辑运算

在机械工程控制系统自动化发展过程中，PLC 技术在自动生产控制的逻辑运算以及处理环节发挥着十分重要的作用，可以通过开关量大小的控制以及数据处理、转换、传输、筛查等实现逻辑运算控制的目标，保障工作结果的精度，并逐渐优化工作组合。PLC 技术的逻辑运算功能通常会在生产数据的收集、分析以及生产工作总结提高方面发挥相应的作用，并广泛应用于食品加工、金属冶炼、造纸等行业。

在PLC 逻辑运算控制过程中，可以将其作为二进制开关，借此精确控制开关量，增加软接触点数量。自动化控制水平的明显提升，能够取代之前的继电器功能，在系统能耗水平和成本方面的优势更加明显，使得企业的生产运营成本明显降低[5]。在相对较为简洁的流水线生产工作中，PLC 技术可以用二进制开关进行1 和0 之间的相互转换，确保能够转变不同工作流程，同时可以跳过装置配置检验的环节，在提高生产效率的同时，进一步降低企业生产过程中的设备投入。在逻辑运算控制环节，PLC 技术的应用能够帮助企业有效降低在人力和物力方面的投入，并使整体的操作更加便捷和可控，设备维修更为简洁。

3.4 用于系统和远程通信控制

PLC 不仅能够控制机械工程自动控制系统中的各项仪器设备，同时能够对设备自身进行管理控制[6]。换言之，PLC 技术能够全方位检测系统存在的问题，并按照对应的程序指令，及时开展系统故障检修工作，确保自动化控制系统能够保持正常稳定的运行状态。在机械工程控制系统中，任何处于自动化生产状态设备的生产动作都需要经过PLC 设备的精密计算和调整，并处于实时监控状态，保障生产行为的稳定性和安全性[7]。

在系统及远程通信控制环节，PLC 技术会在生产设备每完成一步动作之后，精准计算动作存在的误差。在经过多次数据计算后，如果系统后台发现累计的误差数值已经超过规定的误差数值上限，PLC 系统便能够通过数据对比及时发现系统中存在的各种故障，并利用逻辑运算的方法在确定故障具体位置及发展程度的同时发出预警信号[8-10]。PLC 系统自身具备的高度开放性特征，使得不同系统间的远程通信控制逐渐成为现实。为了确保不同系统远程控制的稳定性，需要管理人员对联网通信模块和信息传输接口定期开展维护工作，确保二者都能够处于正常稳定的运行状态，维持远程通信控制的稳定性。

4 机械工程控制系统中PLC 技术的发展方向

在我国智能制造持续发展的背景下，各项智能制造技术在机械工程控制系统中逐渐推广[11-12]。在电气控制装置中，可以通过引入各种自动化生产装备，在满足机械制造及工业自动化控制需求的前提下，促进PLC 技术的智能化与模块化发展。今后PLC 技术的功能模块会变得更加完善，并在成本功耗、可靠性方面有着明显的优势。其所使用的远程输入/输出（Input/Output，I/O）以及通信网络和图像显示传输功能都能够向着集成化方向发展，逐渐提高PLC 控制系统的智能化水平[13-14]。近年来，PLC 生产厂家的中央处理器（Central Processing Unit，CPU）和物理层上的通信结构技术取得了相应的发展成果。在现代通信网络的加持下，借助远端系统平台，综合使用以太网促进工业制造系统的智能化发展，逐渐提高机械工程自动化生产中PLC 的建设水平，这是未来自动化生产的必然发展趋势。

5 结语

机械工程控制系统在现代技术发展价值的影响下越发完善，PLC 自动控制技术与其融合应用为我国机械制造业的智能化、现代化发展提供了全新的技术支持，并展现出可用性、可优化性等多方面的价值。为了提高我国机械工程控制系统的信息化发展水平，要求相关企业在开关控制、顺序控制等多个环节中合理引入、革新PLC 技术，全面发挥该技术与机械工程自动控制技术的融合应用优势，为机械工程的自动化生产和发展提供助力。