機械自動化控制中PLC技術的應用研究

杜愛春

摘 要：隨著我國技術革命的發展，工業領域也迎來轉型時期，并取得了較大的成績。但是相較于西方發達國家，中國傳統工業技術水平還比較落后，科學技術含量無法達到發達國家的水平。在此背景下，相關專業人員需要對 PLC 技術在機電自動化控制技術中的應用進行分析，尤其是要重視 PLC 在我國工業的應用，以 PLC 技術的有效利用，提升工業生產水平、生產質量和效率，加快中國工業進程發展。

關鍵詞：機械自動化;控制技術;PLC;應用

1. PLC 技術概述

PLC 技術是機械自動化控制系統的“大腦”，其實質上就是以有邏輯、可編輯的機械控制指令替代復雜、煩瑣的人工控制，使機械設備能夠根據指令自動完成相關操作，進而實現準確化、科學化、無人化工業生產。目前，我國工業生產和制造業生產中已經開始廣泛應用 PLC 技術進行機械設備的控制，其在節約人力、物力資源的同時提高了自動化設備的運行效率。同時，PLC 技術的應用可以有效地彌補傳統機械控制系統中存在的不足，從而提高企業的經濟效率并滿足我國經濟的發展需要。此外，PLC 技術因其操作簡便快捷、占據空間小以及功能效用多等特點被各種設備所應用。在機械設備的實際運作過程中，PLC 技術可以根據設備運行狀態及時調整操作，提高整個生產線監控水平的同時降低設備故障發生率。但我國機械自動化控制中 PLC 技術的應用尚未成熟，還需在實踐中尋找潛在的優勢和不足，不斷提高 PLC 技術的科學性、可靠性，為機械自動化控制系統的進一步優化升級提供堅實保障[1]。

2.機械自動化技術

2.1 機械自動化的網絡化

隨著互聯網時代的到來，網絡得到了極大的發展和普及。這也促使企業的管理和企業機械自動化生產發生了很大的變化，機械設計更加科學合理，各種零部件的制造水平更高。同時，信息全球化可以使得各種機械自動化技術應用互相分享，這為機械自動化這個行業的交流和機械自動化企業提供了很好的學習平臺，可以促使工業機械企業得到進一步的發展。

2.2 機械自動化的虛擬化

目前有一種被稱為虛擬化的技術被運用與機械自動化技術中。它是通過電子計算機，模擬實際生產過程和檢驗產品的過程仿真操作系統。有了這個仿真化的作業工程，就可以檢驗產品的制作工藝是否最佳，優化各種工藝而且可以實現不浪費時間、不浪費原材料、不浪費人力，從而提高生產效率和產品質量。

3.機械自動化控制中的 PLC 技術應用

3.1 PLC技術在播種機中的應用

首先，在選擇 PLC 設備時，不僅要滿足播種機電氣自動化控制的穩定性要求，還要確保 PLC 設備總體的功耗較低，并且具有較快的計算速度，對較為復雜的程序進行操作。例如，微型 PLC 控制器具有很強的抗干擾能力，在播種機實際運行的過程中能夠靈活地對其進行控制，并且由于自身性能較強，在一定程度上延長了播種機的使用壽命。比如在丘陵地區進行農業種植工作時，微型PLC控制器具有較強的防沖擊振動的功能，有效提升了播種機的運行效果。

其次，在播種機電氣自動化控制中應用 PLC 技術時，可以通過傳感器來檢測播種機的運行狀況，還可以通過電效應法、高速攝影法等技術來進一步檢測播種機的運行質量。除此之外，在播種機電氣自動化控制中應用 PLC 技術時，還可以將檢測系統的警報機制進行改善，通過安裝提示燈的方式，來對播種機發生的故障進行警示，大大提升了播種機運行的穩定性以及實效性。相較于人工播種，利用播種機進行播種能夠更好地保證農業生產工作的效果，并且在一定程度上降低了成本費用。通過在播種機的電氣自動化技術中應用PLC技術，能夠有效改善傳統播種機運行的弊端，大大提升播種機運行的效率和質量[2]。

3.2 PLC 技術與空調變頻改造

中央空調系統一般由制冷機、冷卻水循環系統、風機盤管系統等部分組成。由于技術方面的限制，早期中央空調的水系統主要采用傳統的控制方法。應用階段，中央空調系統的高額用電量以及各類故障的出現，使得不少企業開始探索空調系統的改造技術。從實際情況來看，中央空調 PLC 的節能現象，在根本上是基于空調水系統熱交換循環而產生的，在中央空調的運行過程中，冷卻水是一個較為關鍵的環節，通常而言，中央空調的水流調節方式是通過系統中相關閥門和擋板的開閉來進行控制的，因此會造成大量的電能在這個過程中損失掉，而通過PLC技術對變頻器改造之后，則能夠對電能實現節約效果，降低空調能耗。據測算，以傳統控制方式進行水系統的控制，在絕大多數時間內，空調系統真正需要的冷負荷要遠低于設計值，而水塔風機、冷卻水泵等處于滿負荷運行狀態，由此帶來了嚴重的能源浪費問題。結合運行工況監測結果與中央空調水系統工作原理，有技術人員提出了在原有系統的基礎上增加控制單元，通過PLC 控制器、變頻器、傳感器以及溫差控制器等元器件的應用，實現變頻控制，并最終達到合理控制水系統運行狀況的目的。不僅如此，實踐表明，在原有繼電接觸器控制電路的基礎上增加變頻器控制電機，正常情況下，變頻器控制電機的運行狀態，整個系統處于節能運行狀態，可改善能源浪費問題[3]。

3.3 PLC在電梯系統中的應用

電梯是一種常見特種設備，其主要任務是完成人或物的垂直運輸，起停相對頻繁。一般電梯系統可分為升降機裝置系統、集選控制系統、電氣控制系統、故障檢測系統等部分。在上行、下行過程中，控制系統需要對多個指令進行處理，確保其按照預設程序運行。以電梯的選層為例，其功能實現主要依賴于信號的傳遞、脈沖信號的正確處理，此外，還需引進防亂層技術，自動校正錯誤參數，對計數混亂問題進行妥善處理。本質上，PLC 控制電梯是以 CPU 微處理器進行運行過程中所需要進行的邏輯運算和數據處理，并利用 PLC輸出單元進行控制信號的發出，從而實現對電梯的控制。在具體的應用過程中，主要是通過進行與之相應的 PLC 控制—能見電路的方式，來實現其余外部電路以數據的輸入和輸出端口進行通信，并通過 PLC 系統的控制器 CPU 來進行ROM 中機器碼的執行，從而有效地進行輸入輸出數據的處理，最后將已經完成處理的數據利用端口傳輸到外圍電路，達到對電梯自動化控制的目的。

結束語

綜上所述，在機械自動化控制中應用 PLC 技術可以很好地提高機械設備生產效率和產業經濟效益，同時這兩者的相互融合也對我國經濟社會的發展作出了巨大的貢獻。在未來工作過程中，相關領域工作人員應加強對 PLC 技術的重視和應用，通過調查研究、制訂方案、科學應用、總結提升等形式，進一步提高機械自動化控制中的 PLC 技術應用水平，促使我國工業發展邁上新的臺階。

參考文獻：

[1] 朱新恬 . 化工裝置電氣自動化控制中 PLC 技術的應用 [J]. 化工設計通訊 ，2020，46（1）：117+119.

[2] 李佳立 . 船舶輔助機械自動化控制中 PLC 技術的應用分析 [J].艦船科學技術 ，2019，41（16）：214-216.

[3] 高賀云， 熊建國 . 機械自動化控制中 PLC 技術的應用探討 [J].內蒙古煤炭經濟 ，2020（5）：197.