机械工程与自动化中PLC技术的应用研究

机械工程与自动化中PLC技术的应用研究

陈薪

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摘要：随着时间的推移，我们国家化工行业的转型升级和工业化、自动化、数字化、数字化和智能化等先进科学技术的快速发展，化工行业电气自动化技术应运而生。要求化学工业的异军突起得以更好地满足我们国家化学工业的发展需要。PLC技术被认为是一种崭新的、独特的控制技术，越来越受欢迎并日趋成熟，并已在材料科学与工程和自动化领域得到充分应用，而不仅仅是保护规模较大的机械设备。工作效率和质量得到进一步提升，规模较大的机械设备产品的使用寿命得以延长，龙头工业企业的经济效益和社会效益得到安全保障。

关键词：机械工程；自动化；PLC技术

引言

作为当前社会的新型智能技术之一，可编程逻辑控制器（PLC）技术不仅对电子工程自动化发展和提升有重要的应用，对其它产业也有极大的促进作用，在应用中得到社会层面的广泛认可，并在这种趋势下不断推广，极大提升我国各方产业的经济效益。

1PLC技术特点

PLC技术是具有自主编程控制功能的设备，主要技术特点是：第一，技术功能丰富，性价比高。该技术通过使用内部大量的编程元件，帮助用户自主实现需要的功能，控制功能完备、强大，准确性高，能利用通信联网，实现在对控制设备的集中化管理同时，针对不同设备进行分散控制，控制效果好。第二，抗干扰能力好，可靠性高。相比传统继电器组成的传统控制系统，PCL技术不需要复杂的硬件元件就能实现系统运行，不存在因为设备元件数量多，经常出现触电接触不良、控制运行不稳定的情况，有效地保证了系统的持续稳定运行，降低了事故发生率，通过一些先进的抗干扰措施有效地促进了PLC内部软件和硬件的稳定运行，保证了系统始终处于安全可靠、抗干扰运行状态。第三，简单化编程，使用性好。PLC技术的编程不需要复杂的专业计算机知识就能进行，编程开发周期短，用户使用方便，上手操作快，整个设计、安装和调试的时间较短，有效地降低了现场技术应用的难度和工作量。PLC技术的硬件是封装处理，无需拆动硬件就可以实现对控制方案的修改调整，在线程序修改有效提高了自动控制效果。第四，硬件配置丰富，适应性强。PLC技术实行模块化硬件装置配置，功能丰富完备，系统配置不同，组成的PLC系统的功能也各不相同。用户要实现不同工艺条件下的系统应用，只需要修改配置就能实现，适应性较强。第五，维护保养简单，便于更换。PLC系统具有自我诊断功能，能自行发现和处理故障，系统因为故障导致的运行不稳定情况发生率低。

2机械工程与自动化中PLC技术的应用

2.1数控系统中的应用

可编程控制系统在数控技术中也得以广泛应用。数控系统的主要功能可以体现在机械加工方面，可以将较为常见的数控控制系统分为点位控制系统、直线控制系统以及连续控制系统，将点位控制系统应用于孔加工机床，可以实现加工过程中每点之间移动的精确性。如今的数控系统大多借助于单板机控制系统与全功能数控装置，这两种控制方法虽然都应用了可编程控制器系统，但二者的使用功能以及应用范围都大不相同。单板机控制系统可以解决硬件电路、驱动电路和抗干扰问题，应用单板机技术能以实际生产需要来调整、升级机床功能，更适合应用于普通企业的生产中。尽管全功能数控装置的功能十分完善，但价格较为昂贵，性价比不高，所以通常普通企业不会选择。

2.2集成控制系统应用

在机械电气系统中，PLC技术装置包括3种基本类型：集中控制系统、中央控制系统以及其他。早期，在PLC技术的应用中，中央控制系统相对较为广泛，其主要优势在于以更简单的形式实现对系统的整体调节和控制，并且在操作方面也相对简便。但这种类型的装置在应用过程中存在普遍性问题（如装置与电气系统的连接相对较为复杂），需要将电气系统中的所有设备和相关控制装置分别与PLC装置连接才能满足其应用的基本需求。另外，应用中央控制型设备的电气系统中，一旦任何设备或控制装置发生故障，均需要通过调整PLC装置，才能够满足基本需求。此外，随着PLC技术的不断发展和成熟，PLC中央控制系统的应用比例有所下降，尤其是对于结构较为复杂的大型电气系统，中央控制系统已经逐步被便于安装和检修的其他类型取代。

2.3在开关量控制中的应用

开关控制模块是电气工程自动化控制工作中的重要组成部分，从在整个控制模块的能耗讲，开关控制模块的能耗占比较大，在进行运作的过程中也很易由于高能耗的运作导致出现故障，而开关控制模块在整个电气工程自动化设备中属于中枢位置，是运转和停止设备的关键控制模块，在设备进行工作时，必须保证开关模块的正常运转，由于长时间的运作，开关控制模块也可能出现各种问题。结合这种情况，将PLC技术用于开关量控制中，能利用PLC技术的可编程存储器功能，将PLC技术用于虚拟机器的运行，以此控制设备，提升设备的运转效率和反应速度，PLC技术的应用给开关量控制带来明显的改革。通过PLC技术，开关量控制出现的故障次数有明显的降低。虽然PLC技术在开关量控制中的应用有明显成效和进展，但在现代电气工程自动化控制工作中仍存在问题，比如PLC技术需花费较长的时间对开关量控制模块进行通报断控制，这样一来，在这段时间内，整个设备处于短路保护期，无法在这段时间内对继电器进行有效控制，这是运用PLC技术必须要解决的问题之一。

2.4控制顺序应用

随着机械工程与自动化中使用的电气设备种类多样化发展，对工业企业机械工程与自动化、智能化和集成化提出更高的标准和要求，在此背景下工业企业机械工程与自动化生产过程日趋复杂。为了提高工业企业机械工程与自动化生产效率，企业需要应用PLC技术优化机械工程与自动化控制顺序。同时，企业可对PLC系统的存储系统进行编写和维护，根据工作需求，通过后台对PLC技术中的现有数据进行调整，优化控制顺序，简化传统人工调整的复杂工序。

2.5机床自动化控制中的应用

在电气设备自动化控制领域中，对加工机床的自动化控制是比较常见的应用。现代加工机床已经成为机械、电子一体化的自动化设备，广泛应用于各种工业生产环境。传统加工机床的控制中，电气结合部位、液压控制部位是故障发生较多的区域，因为机械和电子设备通用性不强、种类繁多、维修比较困难，是影响机床正常使用的主要因素之一。PLC技术应用于机床这部分的传统控制后，能基于实时监控功能，全面掌握机床运行情况，一旦机床运行出现故障，PLC系统能报警并指出故障区域，为尽快修复提供具体指导。PLC技术应用于机床自动化控制，需要高压开关柜、PLC柜机等相关设备的支撑。但硬件电路主要采用大规模集成电路，元器件少，运行可靠性高，发生故障的概率大大降低。PLC技术的软件部分主要通过算法和程序控制，能基于机床加工需要进行灵活设计开发，使用更加方便。在软硬件的协同配合下，PLC系统能实现对机床的有效控制，降低机床使用故障，保证机床安全可靠运行，提高了机床生产效率和经济利润。

结语

在PLC技术的支持和辅助下，控制装置的运行效率及运行安全性等能够得到较为充分的提升，并且电气控制装置能够对一般性故障实现自动处理和自动排除。另外，在PLC控制装置的辅助下，生产的整个流程同样能够得到较为有效的优化处理。同时，PLC技术能够以更为丰富的应用形式融入电气控制装置，使电气控制装置和生产体系得到进一步优化。

参考文献

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