PLC在机械自动化中的应用

摘 要：近年来我国机械自动化发展的过程中，PLC受到广泛的应用，不仅可以有效进行机械自动化控制程序的设计，还能通过测试增强程序的准确性和稳定性，具有一定的应用价值，是机械自动化发展过程中必不可少的技术。基于此，本文研究PLC技术，分析在机械自动化中应用的价值，提出几点应用建议措施，旨在为增强PLC在机械自动化中的应用效果而提供帮助。

关键词：PLC 机械自动化 应用

Abstract：In the process of the development of machinery automation in China in recent years， PLC has been widely used. It can not only effectively design the mechanical automation control program， but also enhance the accuracy and stability of the program through testing. It has certain application value， and is an indispensable technology in the development of automation. Based on this， this paper studies PLC technology， analyzes the value of its application in mechanical automation， and puts forward some application suggestions， aiming to provide help for enhancing the application effect of PLC in mechanical automation.

Key words：PLC， mechanical automation， application

PLC又被称作是逻辑控制器，将各种类型的可编程逻辑控制技术高度集成，是现代化科学技术发展过程中用作提升产业生产效率的技术，将其用在机械自动化领域中，不仅能够提升产业生产效率，还能进行机械自动化的高精密控制，因此在机械自动化发展的过程中，应重视PLC技术的应用，增强机械自动化控制精确度、可靠性，为机械自动化技术良好发展夯实基础。

1 PLC技术分析

我国工业行业发展的过程中，机电一体化成为重要的趋势，PLC技术也由此应运而生，该技术主要是将信息技术作为基础的可编程控制器，不仅可以促使生产工作安全性的提升，还能推动企业经济效益的发展。从实际情况而言，PLC技术是将传统控制系统作为载体，高度融合各种信息技术和可编辑逻辑控制技术，具有以下几点功能：其一，数据信息的采集功能。PLC技术进行数据信息的采集，主要是通过整体机械设备的扫描处理，将所扫描的设备数据信息存储到系统内部，便于有效完成测量工作和计算工作，之后，在PLC中原本所存储的参数信息，就会正确运转，转变成为相关的趋势，最终向外输出;其二，程序执行的功能。PLC技术在应用的过程中具备一定的可视性特点，在进行程序扫描之后可以将所有的数据信息转变成为图像，同时在数据信息存储之后还能统一集中处理，待机械设备完成运行以后，系统就会将RAM设置在合理的位置管理和应用;其三，输出刷新的功能。PLC系统内部本身存在二段CPU的部分，可以全面控制有关的操作指令，对映像区域范围之内的数据信息进行处理，确保各类数据信息的可靠性运用。

2 PLC技术在机械自动化中应用的原理和价值

2.1 应用原理

机械自动化中采用PLC技术，具体的原理表现为以下几点：其一，输入采样。机械自动化发展期间，技术工作人员可以使用PLC技术进行机械状态数据信息的扫描和输入，将数据信息存储在I/O图像区域模块之内，完成输入采样操作之后，进入到相关的数据输出，刷新功能模块和程序执行模块内，更改图像区域单元状态，数据信息和输入状态;其二，用户程序的运行。PLC技术能够进行全方位的数据信息扫描、逻辑运算等，按照具体的运算结果进行逻辑线圈的刷新处理。结合系统所存储数据信息的情况、I/O线圈的情况等，明确是不是要执行梯形图之内的特殊指令，从而促使机械设备的良好运行，发挥PLC技术的应用价值;其三，输出刷新。PLC技术在机械自动化中的应用，输出刷新属于最后的编程步骤，系统之内的中央处理模块，可以结合I/O图像的数据信息状况，对输出锁存电路进行刷新处理，之后通过外围控制的措施，进行机械设备的控制。

2.2 应用价值

机械自动化发展的过程中采用现代化的PLC技术，具有一定的技术优势和价值，主要表现为以下几点：其一，PLC技术发展的过程中，多数系统都能提供不同系统之间编程语言相互翻译的支持，用户在应用新系统之前无需进行特定性语言的学习，语言代码的编写也不会受到用户编写的熟练程度所影响，只需要利用软件中的翻译功能，就能夠进行编程语言的转换，通过PLC技术自动化进行编程。由此可见，将PLC技术运用到我国的机械自动化发展领域中，可以降低语言编程的难度，增强系统安装和应用的便利性，缩短系统应用、执行的时间周期，提升系统应用的效率;其二，PLC技术具有实用性的特点，对机械自动化控制系统的适应性要求很低，只需根据逻辑编程控制器的应用标准进行系统的安装，即可确保能够有效进行机械自动化控制;其三，PLC相关设备中电子电路具有高度集成化的特点，整体结构的体积很小，安装尺寸通常在10厘米之内，并且可以将焦点控制在150克重量之内，能够为机电一体化的发展提供保障，同时还能降低能源的消耗量，减少应用成本[1]。

3 PLC技术在机械自动化中的应用措施

3.1 完善数据处理和通信功能

为增强机械自动化中PLC技术的应用效果，应重点完善机械自动化生产过程中PLC技术应用的数据处理功能和通信功能，确保能够借助PLC技术促使机械自动化的良好发展。

（1）完善数据处理的功能。机械自动化生产期间应借助PLC技术本身具备的数据运算功能，按照所监测的数据信息和信号等作出运算，合理进行矩阵类型、函数类型和逻辑类型的运算，之后通过数据传输处理、转换处理、排序处理的方式，对运算的数据信息进行采集分析和处置，将其与存储器之内的参考数据值相互对比，便于完成相应的控制任务。同时也可通过通信系统将数据信息传输到智能化设备中，进一步提高数据信息处理的效果。需要注意的是，应采用柔性制造无人控制系统等各类大型控制系统完成数据处理的操作，结合工业生产车间的各类生产需求，实时性监控和监测机械设备的运行状态，按照设备的工作标准进行处理，使得车间范围之内的机械设备都能按照标准化的要求运作，统一集中控制整个车间的机械设备。另外，一旦机械设备出现故障问题，就要通过PLC技术全面采集和分析处理各种类型的故障数据信息，启动报警系统，使得机械设备管理工作人员按照报警信息进行设备的检修和维护[2]。

（2）完善通信功能。近年来，我国网络信息技术快速发展和进步的过程中，PLC技术的应用也开始重点融入通信传输控制的功能，借助PLC系统所具备的良好控制性能，使得企业的机械自动化发展期间，有效进行数据信息的网络通信处理，满足智能化发展和自动化发展的需求。因此企业在机械自动化生产期间，应重点结合PLC技术的应用特征完善技术的通信功能，通过现代化的通信技术提升企业机械设备的自动化水平，例如：企业机械自动化生产车间范围之内，对利用多元化的无线通信技术和有线通信技术进行车间所有设备的自动化控制，将PLC技术和联网技术、通信系统有机整合，满足企业对机械控制的网络通信需求。

3.2 开关逻辑量的控制

机械自动化控制的过程中开关逻辑量的控制非常重要，可将传统类型的继电器控制技术作为基础，利用PLC技术操作，结合机械自动化控制功能需求科学进行开关开启状态的设置，使得设备可以满足各项工作计划的需求。企业在进行开关逻辑量的控制，不仅可以运用到整体的生产线中，还能直接运用到特殊性的设备中，但是无论应用在哪种控制领域，都必须要按照标准要求设置“0”状态与“1”状态，起到开关的控制作用，使得开关能够执行不同的工作命令。同时还需注意，借助PLC技术进行机械自动化开关逻辑量的控制，主要用作包装类型、印刷类型的生产线中，或是应用在电火花加工类型的机械设备等领域中，例如：在包装生产线内的应用，可以进行机械设备动作流程的控制，使得机械设备在完成某个动作流程之后，自动化进入到下一道流程。而具体操作的过程中主要是借助现代化的光线检测开关，一旦检测到生产线中有机械设备通过，PLC系统就会自动化将下一道流程的开关变量，从之前的“0”转变成为“1”，以此实现设备自动化运转的目的。值得一提的是，在开关逻辑量控制期间，应切实按照机械自动化生产和发展需求，制定完善的控制方案，预防出现开关逻辑量控制的不足或是问题[3]。

3.3 运动与工业过程控制

机械自动化控制期间采用PLC技术，应重点进行运动控制和工业过程控制，发挥可编程逻辑控制器技术的作用。

（1）合理进行运动控制。从本质层面而言运动控制指的就是运动零部件的有效控制，企业在实际工作中可以采用PLC技术，结合不同类型的运动零部件运动状态，有效进行运动的控制，例如，通过系统本身带有的控制驱动功能，达到运动零部件状态控制的目的，同时，采用位置传感器技术和执行机构等，最终完成运动零部件的控制任务，例如：数控机床零件的控制、机械手的控制等。再如：电梯机械自动化运行控制期间，一旦电梯的运动零部件运动到指定楼层的时候，逻辑编程控制器的位置检测功能就可以将位置的信息检测出来，根据功能的要求进行电梯运动零部件上升控制或是下降控制，达到自动化控制运动零部件运动状态的目的[4]。

（2）合理进行工业过程控制。工业过程控制主要就是进行工业生产过程中过程式的变化控制，在此期间，为了能够满足工业过程控制方面的需求，应对某个变化参数进行检测，按照所设定的标准数据值执行相关的控制动作。同时在工业生产期间也可以利用PLC技术完成部分控制量的检测动作和反馈动作，使得机械设备可以顺利执行相关动作。例如：检测液体与气体含量的参数变量、压力变化的参数变量等，利用数模转换器设备等实现相应的控制功能。与此同时，还需积极采用PID控制技术，实现闭环控制的目的，发挥现代化可编程逻辑控制技术的价值。另外在钢铁工业生产、化工工业生产、冶金工业生产、锅炉设备运行生产领域中，也可以采用PLC技术进行工业过程的控制，在锅炉设备运行期间可以自动化进行锅炉加热水的监测分析，如果所监测的水温在零上100摄氏度的状态，就可以保持加热，自动化控制电热电路。但是如果水温在100摄氏度以下，就可以继续进行加热，直到水温符合标准为止[5]。

4 PLC在机械自动化中的发展趋势

虽然在机械自动化领域中采用PLC技术能够有效进行机械的自动化和可靠性控制，但是由于PLC技術的应用还存在很多需要改进之处，发展的前景非常广阔，因此在未来发展的过程中，也需要按照机械自动化的控制需求促使其向着良好的方向进步。主要的发展趋势为：

4.1 开放性发展

近年来我国机械设备已经开始呈现出通用性的状态，多数机械设备都能够通用。但是由于传统的PLC技术具有封闭化的特点，各类系统和产品缺乏兼容性，难以满足现代化通用机械设备的自动化控制需求，对现代设备的维护处理和升级处理都会造成不良影响，甚至还会出现控制功能受限的问题。因此在PLC技术未来发展期间，需要着重研究开发具有开放性特点的系统、产品，确保各类系统和产品能够相互通用，可以满足现代机械的通用性发展需求，确保可以增强设备自动化控制的效果[6]。

4.2 功能优化性发展

PLC技术的应用目的在于有效进行机械自动化控制，为各种类型的机械设备提供控制功能，如果技术本身功能缺乏优化性，将会导致机械自动化控制的效果降低。因此在未来发展的阶段应重点进行机械自动化领域中PLC技术功能的优化和完善，通过完善相关技术的功能，增强系统运行的效果、加快运行速度、改善运算处理的性能，结合机械设备的自动化控制要求，优化模拟处理的功能，使得PLC可以成为能够满足机械现代化控制需求的关键性零部件，确保机械控制的效果和水平[7]。

4.3 专用化发展

近年来我国各个行业对机械自动化控制的要求不断提高，为满足各行各业的高标准要求，在PLC技术开发的过程中，需要充分认识到进行产品和系统专用化开发的优势，按照各类型号的通讯模块，专门开发容易进行管理的产品和系统，提升机械设备管控的便利性和可靠性。同时还需采用智能化控制技术，完善专用PLC系统的应用功能，确保能够通过专用的控制模块，增强机械控制的效果。

4.4 人机交互发展

机械自动化发展期间的PLC技术还会向着人机交互性的方向进步，通过研究与开发现代化的人机交互功能，有机整合各种类型的控制软件，增强产品和系统的交互性。并且PLC系统开发期间还需构建专门的软件开发平台，按照组态软件、硬件的应用需求，研究开发性能较高的系统，构建人机友好的控制界面[8]。

除此之外，在机械自动化控制发展方面，还需重点改善PLC系统的网络通信功能，积极采用现代化的通信技术，改善通信功能的同時，增强整体的通信技术应用效果，确保PLC技术的良好发展。

5 结语

综上所述，PLC技术在机械自动化发展中的应用，不仅能够提升机械自动化控制效果，还能改善控制的现状，具有一定的重要意义。因此在我国机械自动化发展期间，应重视PLC技术的应用，完善通信功能、开关逻辑控制功能、工业过程控制功能等，通过有效的措施增强PLC技术在机械自动化发展过程中的应用效果，确保可以通过现代化技术增强机械自动化控制的可靠性与有效性，充分发挥先进技术的作用价值。

参考文献：

[1]何继贤.PLC自动化技术在农业机械电气控制中的应用[J].农机使用与维修，2021，11（6）：29-30.

[2]高文彬.PLC技术在橡胶机械电气自动化系统中的应用[J].橡胶科技，2021，19（8）：401-403.

[3]李金镯.PLC自动化技术在机械电气控制中的运用探讨[J].造纸装备及材料，2021，50（10）：13-14.

[4]郭武.PLC自动化技术在机械电气控制中的应用[J].造纸装备及材料，2021，50（6）：37-38.

[5]周晓静，禹智慧.PLC在机械自动化中的应用[J].无线互联科技，2021，18（12）：86-87.

[6]岳威.浅谈PLC自动化技术在农业机械电气控制中的应用[J].南方农机，2020，51（23）：91-95.

[7]张旭，田立勇.PLC自动化技术在机械制造中的应用研究[J].智能城市，2020，6（4）：199-200.

[8]张庆荣.PLC自动化技术在机械制造中的应用探索[J].中国设备工程，2020，11（1）：29-31.

作者简介

祁鹏：（1984—），男，汉族，甘肃省嘉峪关人，兰州交通大学学士，甘肃钢铁职业技术学院，讲师。研究方向：机械设计制造及其自动化。