PLC技術在自動化生產線中的應用

孫 艷

長白山職業技術學院，吉林白山 134300

0 引言

二十世紀以來，自動化技術發展迅速，控制科學取得了顯著進步。自動化是指無人條件下，利用各種儀表和元件對生產過程加以控制。自動化技術的應用能夠提高生產效率，確保生產安全，因而在工業生產中得到廣泛應用，并成為科技現代化的重要標志。

1 PLC技術的基本原理

PLC即可編程控制器，它是以微處理器為基礎，將計算機技術、通訊技術和自動化技術綜合起來發展成的新型工業控制裝置。PLC使傳統的繼電控制器技術和現代計算機技術的優點結合起來，在工業自動化生產領域發揮了重要作用。按照國際電工委員會給出的定義，PLC是一種數字運算操作的電子系統，服務于工業環境下的生產過程。它使用可編程序的存儲器，將內部邏輯運算、順序控制、計數、運算等操作程序通過輸入輸出，達到控制機械生產過程的目的。PLC技術的特點表現在以下方面：

第一，安全可靠性高。PLC的輸入/輸出端口是應用繼電器或光耦合器件，其基本的輸入/輸出點都是開關量，并附加隔離與抗干擾措施，能夠保證生產線不受外界干擾，在各種惡劣環境下都能實現自動生產控制，有效地緩解了人力生產，實現生產安全可靠的目標；

第二，通用性強。PLC采用模塊化結構，各個模塊能夠靈活組成不同的控制系統，工作人員只需針對不同的模塊操作需求編輯程序，即可實現相應的操作；

第三，靈活方便。PLC的優勢在于用軟件編程取代硬連線，體積小。對于不同的控制系統，當生產中需要改變控制方式，或是對控制對象實施簡單的操作改動，只要修改程序即可完成，無需進行大的修改，所以減少了調試工作量。

PLC技術充分考慮到工業生產現場的環境，抗干擾力強，組合靈活，編程簡單，安裝和維修方便，因而適合在自動化生產線中應用。

2 PLC系統的基本構成

PLC實質是用于控制功能的計算機，它與控制對象的接口能力更強，能夠圍繞過程控制的需求設計自身結構。一般來說，自動化生產線中，PLC系統由以下幾個部分構成：

第一，CPU。CPU模塊是PLC的核心模塊，由微處理器與存儲器組成；

第二，輸入/輸出模塊。該模塊是PLC與操作現場中的設備連接的接口；

第三，編程設備。它是PLC系統中最關鍵的外圍控制設備，通過程序編輯設計傳遞相應的指令，也可以對原有的程序進行修改和調試，并實現在線監視PLC的工作過程；

第四，電源模塊。主要用于PLC工作過程中的交流電和直流電轉換。

3 PLC技術在自動化生產線中的應用舉例

PLC技術在自動化生產線中的應用非常廣泛，例如以下工業生產領域：

第一，PLC在配料生產線中的應用。生產配料是一項重要工序，以往生產配料裝置不能滿足自動化需求，不僅勞動強度大，在生產的安全性、可靠性方面也不盡理想。PLC技術的應用對于降低成本、減少污染、提高安全性具有重要意義。PLC集成自動控制技術、新傳感器技術、計量技術、計算機管理技術，通過計算機控制對生產過程進行監視，完成配料工作。其特點是配料工序如果在聯機狀態下可自動完成，如果是脫機狀態則可手動操作；應用程序控制實現自動啟動、自動停機。所以石油化工、紡織、機械加工、冶金等生產領域的配料工序都可在PLC技術的支持下順利完成；

第二，PLC在汽車自動裝配線中的應用。隨著人們生活水平的提高，汽車市場呈現繁榮景象，道路上的汽車流量持續增加，這就對汽車裝配生產的效率提出更高要求。汽車轉向泵自動裝配線應用PLC控制技術，能夠有效簡化操作系統，從而提高設備可靠性。汽車轉向泵由多種零件構成，需要使用不同設備、按照操作順序逐一組裝。整個過程不僅包含裝備工作，還需要對壓力、位移等參數嚴格控制，以保障裝配質量。汽車轉向泵自動裝配線由PLC控制，就能實現上述功能，且裝配中出現的故障、各項工作狀態等都能表示出來，便于工作人員進行相關的維護；

第三，PLC技術在自動噴漆生產線中的應用。工業生產中薄板預處理生產線分為多個環節，包括拋光除銹、噴漆和烘干等。其中噴漆是生產線中最重要的環節，合理可靠的噴漆自動控制是生產成功的關鍵。運用PLC技術可檢測鋼板的位置和形狀，以保證噴漆的質量，達到節約油漆的目的。選用合適的渦流傳感器與數碼盤，由可編程控制器對電閥加以控制，實現自動噴漆，從而達到理想的控制效果，提高經濟效益；

第四，PLC技術在飲料灌裝生產線中的應用。飲料市場中產品琳瑯滿目，顏色各異。飲料灌裝生產可以應用PLC技術，設定自動操作模式，啟動后生產流水線傳送帶的驅動電機啟動，直到灌裝設備下的傳感器檢測出一個空瓶子停止。程序員可以對灌裝時間進行設定，當瓶子定位在灌裝設備下，延時一定的灌裝時間，如數秒后自動停止。飲料瓶子灌滿后，傳送帶驅動電機自動啟動，循環上一輪的操作。因此，對于不同容量的飲料，工作人員可隨時調節灌裝過程的自動停止秒數，操作非常靈活，標準化程度高；

第五，PLC技術在電纜生產線中的應用。對于可編程控制器構成的較大檢測控制系統，可以使用可編程控制器采集信號，并發揮控制作用。例如，在電纜生產線的檢測控制系統中，可編程控制器作為下位機，控制各種電機和風機的啟動、停止、速度調控，控制器讀取各控制點的信息，然后將狀態輸入到計算機，由計算機控制可編程控制器與其他設備的信息，通過圖表方式顯示，操作者便能夠對生產線的狀態一目了然。

4 結論

隨著工業自動化的發展，系統控制水平不斷提高。PLC技術的應用具有多方面的優勢，可編程控制器體積小，操作靈活方便，抗干擾能力強，是安全生產、提高工作效率的有力武器。今后PLC技術還將在更廣泛的領域發揮作用，企業應關注PLC技術與其他技術的融合，從而不斷改進自動化生產線，提高生產技術水平。

[1]劉建華，張靜之.PLC網絡控制系統在自動生產線上的應用[J].長春理工大學學報，2011(2).

[2]周紅梅.自動化生產線自動上料站的PLC控制[J].科技資訊，2012(7).