簡要分析PLC技術在自動化生產線中的應用

龔志佳

摘要：隨著我國社會經濟的迅猛發展，我國絕大部分企業在使用自動化生產線的過程中都運用了PLC 技術，這種技術將整個生產流程融為有機的整體。可以說，自動化技術正成為提高經濟發展的重要競爭因素。在信息技術時代， PLC技術在自動化生產線上的運用受到更多重視，由于該技術具有使用便捷、普適性強以及安全性能高等優勢，使得生產線的效率與質量有著極大提升，增加了產品在市場上的競爭力，給工業生產帶來新的局面。本文主要分析 PLC 技術生產的結構以及自身存在的優勢，探討在自動化生產線中的相關應用，為今后自動化技術提供可參考的依據。

Abstract： With the rapid development of my country's social economy， the vast majority of Chinese enterprises have used PLC technology in the process of using automated production lines. This technology integrates the entire production process into an organic whole. It can be said that automation technology is becoming an important competitive factor to improve economic development. In the era of information technology， the use of PLC technology in automated production lines has received more attention. Due to its convenient use， strong universality， and high safety performance， the efficiency and quality of the production line have been greatly improved， and the product market has increased. Competitiveness in the market has brought a new situation to industrial production. This article mainly analyzes the structure of PLC technology production and its own advantages， discusses related applications in automated production lines， and provides reference for future automation technology.

關鍵詞：PLC技術;自動化生產線;應用分析

Key words： PLC technology;automated production line;application analysis

中圖分類號：TP273? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）14-0083-02

0? 引言

隨著社會工業水平的不斷進步，自動化技術逐漸取代了傳統的手工制作，這種技術的發展減輕了人們的負擔，也節約了人工成本，帶來許多便利，提高了人們日常生活的水平與質量。從社會層面來看，自動化技術有效的節約了人力資源以及自然資源，不僅解放了人類的雙手，還提高生產效率和質量。為了生產出更高質量的產品，PLC 技術在自動化生產線中逐漸被引入，這種技術能夠提高機械設備的控制精準度，減少自動化生產線中由于機械設備出現問題而導致的產品質量下降的問題，從而使得生產效率顯著提升。

1? PLC技術概述

PLC技術是基于各種技術融合的建構方式，微處理器是其技術最重要的構成部件，本質上屬于一種控制裝置，并且還是可以操作編程的控制器。PLC技術中包含多種技術類型，其中常見的有計算機技術、通訊技術和自動化技術。PLC技術將計算機技術與繼電控制器技術相結合，取長補短，極大的提高了工業行業自動化生產效率。按照國際對于PLC技術標準化的定義可以了解到，PLC技術是利用電子信息系統對機械設備進行操作，然后通過數字信息計算的方式來設計工業生產，使得工業生產可以在自動化生產線下按照設計標準進行，并且PLC中對于編輯的程序可存儲，方便下次進行編輯，在存儲器的基礎上進行有效的內部運算和編輯，從而達到對輸入與輸出的數據進行操作控制，最終實現工業生產的主要目標[1]。

2? PLC 技術自身存在的優勢

2.1 安全性能強? 在運用PLC 技術時，其數據信息的設置與編輯不受端口限制，輸出與輸入端口均可進行。但無論在輸出還是輸入環節上，PLC技術都離不開到光耦合器件以及繼電器等的運用，借此來設置雙向量，用以對設備開關進行高效控制。此外，為確保其輸出、輸入數值的穩定，避免主觀因素或客觀因素造成的干擾，在輸出端口與輸入端口都設置有相關的抗干擾設備，做好隔離措施，實現自動化生產線平穩運行。由此可見，PLC 技術在很大程度上提高了生產環境的安全性能，在一定程度上提高了生產效率，減少了人為干擾因素的發生，控制了成本投入，為企業提供有效的技術環境[2]。

2.2 普適性高? PLC 技術的實現得益于多個模塊的整合，且每種模塊又可以結合實際情況進行自由組合，如此就使PLC技術的應用更為靈活，使其應用場景更為多元，且相較傳統控制技術其操作更為便捷。但要合理應用這項技術，則要求技術人員能夠根據模塊的特性、實際應用需求和編程來進行合理設計，并且嚴格遵守使用規范以及操作流程，如此才能使控制系統在實際應用中具有較強的普適性，能夠快速使用各個領域的操作控制，因此PLC 技術在不同行業領域內都發揮著較大的作用。

2.3 便捷性高? 科學技術的發展，使得社會產品的生產與使用都更為便捷，極大改善了現代人的生活。如手機、電腦、平板等一系列電子產品的出現，其外觀越來越簡潔，大小越來越精致，普遍都追求輕薄感，這樣人們能夠隨身攜帶。隨著技術的延伸，充電寶、無線耳機等產品減少了產品的部件，這是順應時代發展的潮流，而PLC 技術的運用，其獨特的優勢也是自動化技術發展的趨勢，其質量較好，且容易操作，能夠及時的進行調整和編輯，限制因素較少，使用方便快捷，能夠滿足不同環境下的控制，對于控制對象的更換也可以直接使用程序進行修改，即時的轉換滿足了自動化生產線的相關需求，能夠適應多種工作環境，與傳統的控制系統相比，這種操作大大減少了人力成本，提高了整個工作的效率。

3? PLC 技術系統自身的重要結構

PLC是一種具有較強綜合性的控制技術，其將多種技術進行融合，再借助現代計算機技術實現對生產操作的統一、高效控制。現階段自動化生產線所運用的PLC技術主要體現 PLV系統的應用上，主要結構組成如下：

①CPU。在 PLC 系統中 CPU是最核心的組成模塊，CPU主要由微處理器和存儲器共同構成。

②輸入與輸出模塊。這兩個模塊共同構成了一個控制橋梁，其借助一定的輸入、輸出端口來進行PLC控制器與生產線中各種機械設備的連接，從而為生產線進行數據的傳輸和控制創造條件。

③編程設備。這一設備是PLC控制系統的外圍設備，但卻同樣發揮著重要作用。其主要作用在于進行各種生產程序的編輯和設計，以為控制系統中指令的傳達和各環節的運行設定好既定程序。同時依托程序編輯，技術人員還可以不斷對現有程序進行優化調整，從而使整個控制流程的監控更為動態化、系統運行更為科學化[3]。

④電源模塊。該模塊主要是用以進行交直流電的轉換，為PLC控制系統和生產線的穩定運行提供電能保障。

4? PLC技術在自動化生產線的應用

為了保持自動化生產線流程的完整性，需要合理利用PLC技術進行調控，將PLC技術中的軟件融合到機械設備當中，只有這樣，才能實現遠程系統的有效操控，無論在那種工業背景下，PLC作為核心要去，需要相關數據信息作為PLC技術操控的基礎，以便能夠正確的傳達相關指令，實現遠程自動化生產。

4.1 自動化生產線的構建

相較于傳統的人工生產線，主要依靠人工車床作為生產設備，需要投入人力、物力以及財力資源進行運作，這種大型的機械設備所生產的產品成本相對來說較高，并且由于人為因素的干擾，其產品的質量無法有效保障，不僅會出現安全事故，還會出現產品質量誤差，最終會降低整個產品的生產效率。但是隨著PLC技術的投入使用，自動化生產線的構建極大的改善了生產效率，不僅降低了產品成本，還確保了產品生產過程中對于數據的精確性，企業的經濟效益得到了顯著的提升。從工業自動化的角度來看，自動化生產線是科學技術進步的大趨勢，在自動化生產環境當中，可以滿足工業生產的相關要求，并且不用考慮人力成本，實現不間斷的生產模式，減少人工失誤，使得產品生產能夠滿足設計的要求，促進質量進一步提升。

4.2 實例分析PLC技術的應用

汽車總裝生產線是一種對自動化要求較高的生產線，其中各生產工藝都需要依靠自動化來完成，以提升生產效率，保證生產精度，因此，自動化技術在其中的應用就要求生產線能夠在不同車型生產上進行高效、準確地切換，并保證整個自動化生產線更為安全、穩定、可靠地運行。基于此，PLC技術在其中的應用就顯得尤為關鍵。以汽車總裝生產線為例，為適應現代汽車生產需求，大眾汽車就在國六車型程序改造中充分運用了PLC技術，并通過PLC程序的改造實現了更為現代化的汽車生產制造過程。以大眾汽車的這一改造為例，其改造內容主要涉及1.5L國六車型與AQ自動擋識別、皮帶漲緊輪、真空泵擰緊控制和PLC 控制系統與數據庫系統通訊異常報警功能等程序的修改。其具體改造思路如下：①由PC上位機通過虛擬串口進行串口掃碼槍VIN掃描信息的提取與存儲。②由PC上位機利用OPC通訊方式進行VIN碼的打包發送，其打包形式主要為字符串形式。③PLC在接收到上位機打包發送來的字符串后將之存儲與數據塊DB 中。④由上位機對車型信息進行處理，再將處理后的信息以字符串信息發送到PLC。⑤提前對DB數據塊格式進行創建并對其string長度進行規定。⑥確保上位機所發送的字符串格式與長度能夠與PLC中的DB存儲區一一對應。⑦將Sting數據進行定義：其第0個字節表示字符串總長度，第1個字節表示字符串當前使用長度，之后每個字節表示車輛由VIN碼順次開始的信息，同時對字符串的DB起始字節進行假設，此處假設為0，即DB13.DBB0。⑧改造采用西門子PLC可編程控制器，因這一控制器在編程時所采用的Step7軟件梯形圖僅支持整數INT、雙精度整數DINT、浮點數Real三類數據的比較，所以在對字符串進行比對時應先對其進行轉換，使之成為最低2個字節長度的數據。⑨上位機與PLC的通訊借助ASCII碼來完成數據交換。⑩PLC中字符與整數的相互換磚以ASCII對照表為參照。

5? 結語

綜上所述，PLC技術作為控制裝置結合多種先進技術形成了可編程的控制器。由于該技術的廣泛的應用，提高了工業生產的效率，縮短了產品生產時間，減少了生產的成本費用投入。其未來的發展前景比較廣闊，將大幅度改善工業領域的生產狀況。

參考文獻：

[1]劉喜慶，李衛庭.PLC技術在自動化生產線中的應用[J].信息系統工程，2021（01）：84-85.

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[3]孫艷.PLC技術在自動化生產線中的應用[J].科技傳播，2012，4（23）：138，106.

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[5]吳昊，王亞麗，李文廣，肖永飛，劉成業.PLC和變頻技術在自動化車牌生產線中的應用[J].自動化儀表，2013，34（12）：21-23，27.

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