简要分析PLC技术在自动化生产线中的应用

龚志佳

摘要：随着我国社会经济的迅猛发展，我国绝大部分企业在使用自动化生产线的过程中都运用了PLC 技术，这种技术将整个生产流程融为有机的整体。可以说，自动化技术正成为提高经济发展的重要竞争因素。在信息技术时代， PLC技术在自动化生产线上的运用受到更多重视，由于该技术具有使用便捷、普适性强以及安全性能高等优势，使得生产线的效率与质量有着极大提升，增加了产品在市场上的竞争力，给工业生产带来新的局面。本文主要分析 PLC 技术生产的结构以及自身存在的优势，探讨在自动化生产线中的相关应用，为今后自动化技术提供可参考的依据。

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.

关键词：PLC技术;自动化生产线;应用分析

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

中图分类号：TP273                                    文献标识码：A                                文章編号：1674-957X（2021）14-0083-02

0  引言

随着社会工业水平的不断进步，自动化技术逐渐取代了传统的手工制作，这种技术的发展减轻了人们的负担，也节约了人工成本，带来许多便利，提高了人们日常生活的水平与质量。从社会层面来看，自动化技术有效的节约了人力资源以及自然资源，不仅解放了人类的双手，还提高生产效率和质量。为了生产出更高质量的产品，PLC 技术在自动化生产线中逐渐被引入，这种技术能够提高机械设备的控制精准度，减少自动化生产线中由于机械设备出现问题而导致的产品质量下降的问题，从而使得生产效率显著提升。

1  PLC技术概述

PLC技术是基于各种技术融合的建构方式，微处理器是其技术最重要的构成部件，本质上属于一种控制装置，并且还是可以操作编程的控制器。PLC技术中包含多种技术类型，其中常见的有计算机技术、通讯技术和自动化技术。PLC技术将计算机技术与继电控制器技术相结合，取长补短，极大的提高了工业行业自动化生产效率。按照国际对于PLC技术标准化的定义可以了解到，PLC技术是利用电子信息系统对机械设备进行操作，然后通过数字信息计算的方式来设计工业生产，使得工业生产可以在自动化生产线下按照设计标准进行，并且PLC中对于编辑的程序可存储，方便下次进行编辑，在存储器的基础上进行有效的内部运算和编辑，从而达到对输入与输出的数据进行操作控制，最终实现工业生产的主要目标[1]。

2  PLC 技术自身存在的优势

2.1 安全性能强  在运用PLC 技术时，其数据信息的设置与编辑不受端口限制，输出与输入端口均可进行。但无论在输出还是输入环节上，PLC技术都离不开到光耦合器件以及继电器等的运用，借此来设置双向量，用以对设备开关进行高效控制。此外，为确保其输出、输入数值的稳定，避免主观因素或客观因素造成的干扰，在输出端口与输入端口都设置有相关的抗干扰设备，做好隔离措施，实现自动化生产线平稳运行。由此可见，PLC 技术在很大程度上提高了生产环境的安全性能，在一定程度上提高了生产效率，减少了人为干扰因素的发生，控制了成本投入，为企业提供有效的技术环境[2]。

2.2 普适性高  PLC 技术的实现得益于多个模块的整合，且每种模块又可以结合实际情况进行自由组合，如此就使PLC技术的应用更为灵活，使其应用场景更为多元，且相较传统控制技术其操作更为便捷。但要合理应用这项技术，则要求技术人员能够根据模块的特性、实际应用需求和编程来进行合理设计，并且严格遵守使用规范以及操作流程，如此才能使控制系统在实际应用中具有较强的普适性，能够快速使用各个领域的操作控制，因此PLC 技术在不同行业领域内都发挥着较大的作用。

2.3 便捷性高  科学技术的发展，使得社会产品的生产与使用都更为便捷，极大改善了现代人的生活。如手机、电脑、平板等一系列电子产品的出现，其外观越来越简洁，大小越来越精致，普遍都追求轻薄感，这样人们能够随身携带。随着技术的延伸，充电宝、无线耳机等产品减少了产品的部件，这是顺应时代发展的潮流，而PLC 技术的运用，其独特的优势也是自动化技术发展的趋势，其质量较好，且容易操作，能够及时的进行调整和编辑，限制因素较少，使用方便快捷，能够满足不同环境下的控制，对于控制对象的更换也可以直接使用程序进行修改，即时的转换满足了自动化生产线的相关需求，能够适应多种工作环境，与传统的控制系统相比，这种操作大大减少了人力成本，提高了整个工作的效率。

3  PLC 技术系统自身的重要结构

PLC是一种具有较强综合性的控制技术，其将多种技术进行融合，再借助现代计算机技术实现对生产操作的统一、高效控制。现阶段自动化生产线所运用的PLC技术主要体现 PLV系统的应用上，主要结构组成如下：

①CPU。在 PLC 系统中 CPU是最核心的组成模块，CPU主要由微处理器和存储器共同构成。

②输入与输出模块。这两个模块共同构成了一个控制桥梁，其借助一定的输入、输出端口来进行PLC控制器与生产线中各种机械设备的连接，从而为生产线进行数据的传输和控制创造条件。

③编程设备。这一设备是PLC控制系统的外围设备，但却同样发挥着重要作用。其主要作用在于进行各种生产程序的编辑和设计，以为控制系统中指令的传达和各环节的运行设定好既定程序。同时依托程序编辑，技术人员还可以不断对现有程序进行优化调整，从而使整个控制流程的监控更为动态化、系统运行更为科学化[3]。

④电源模块。该模块主要是用以进行交直流电的转换，为PLC控制系统和生产线的稳定运行提供电能保障。

4  PLC技术在自动化生产线的应用

为了保持自动化生产线流程的完整性，需要合理利用PLC技术进行调控，将PLC技术中的软件融合到机械设备当中，只有这样，才能实现远程系统的有效操控，无论在那种工业背景下，PLC作为核心要去，需要相关数据信息作为PLC技术操控的基础，以便能够正确的传达相关指令，实现远程自动化生产。

4.1 自动化生产线的构建

相较于传统的人工生产线，主要依靠人工车床作为生产设备，需要投入人力、物力以及财力资源进行运作，这种大型的机械设备所生产的产品成本相对来说较高，并且由于人为因素的干扰，其产品的质量无法有效保障，不仅会出现安全事故，还会出现产品质量误差，最终会降低整个产品的生产效率。但是随着PLC技术的投入使用，自动化生产线的构建极大的改善了生产效率，不仅降低了产品成本，还确保了产品生产过程中对于数据的精确性，企业的经济效益得到了显著的提升。从工业自动化的角度来看，自动化生产线是科学技术进步的大趋势，在自动化生产环境当中，可以满足工业生产的相关要求，并且不用考虑人力成本，实现不间断的生产模式，减少人工失误，使得产品生产能够满足设计的要求，促进质量进一步提升。

4.2 实例分析PLC技术的应用

汽车总装生产线是一种对自动化要求较高的生产线，其中各生产工艺都需要依靠自动化来完成，以提升生产效率，保证生产精度，因此，自动化技术在其中的应用就要求生产线能够在不同车型生产上进行高效、准确地切换，并保证整个自动化生产线更为安全、稳定、可靠地运行。基于此，PLC技术在其中的应用就显得尤为关键。以汽车总装生产线为例，为适应现代汽车生产需求，大众汽车就在国六车型程序改造中充分运用了PLC技术，并通过PLC程序的改造实现了更为现代化的汽车生产制造过程。以大众汽车的这一改造为例，其改造内容主要涉及1.5L国六车型与AQ自动挡识别、皮带涨紧轮、真空泵拧紧控制和PLC 控制系统与数据库系统通讯异常报警功能等程序的修改。其具体改造思路如下：①由PC上位机通过虚拟串口进行串口扫码枪VIN扫描信息的提取与存储。②由PC上位机利用OPC通讯方式进行VIN码的打包发送，其打包形式主要为字符串形式。③PLC在接收到上位机打包发送来的字符串后将之存储与数据块DB 中。④由上位机对车型信息进行处理，再将处理后的信息以字符串信息发送到PLC。⑤提前对DB数据块格式进行创建并对其string长度进行规定。⑥确保上位机所发送的字符串格式与长度能够与PLC中的DB存储区一一对应。⑦将Sting数据进行定义：其第0个字节表示字符串总长度，第1个字节表示字符串当前使用长度，之后每个字节表示车辆由VIN码顺次开始的信息，同时对字符串的DB起始字节进行假设，此处假设为0，即DB13.DBB0。⑧改造采用西门子PLC可编程控制器，因这一控制器在编程时所采用的Step7软件梯形图仅支持整数INT、双精度整数DINT、浮点数Real三类数据的比较，所以在对字符串进行比对时应先对其进行转换，使之成为最低2个字节长度的数据。⑨上位机与PLC的通讯借助ASCII码来完成数据交换。⑩PLC中字符与整数的相互换砖以ASCII对照表为参照。

5  结语

综上所述，PLC技术作为控制装置结合多种先进技术形成了可编程的控制器。由于该技术的广泛的应用，提高了工业生产的效率，缩短了产品生产时间，减少了生产的成本费用投入。其未来的发展前景比较广阔，将大幅度改善工业领域的生产状况。

参考文献：

[1]刘喜庆，李卫庭.PLC技术在自动化生产线中的应用[J].信息系统工程，2021（01）：84-85.

[2]陶钰，彭风波，张昊.试论PLC技术在自动化生产线中的应用[J].通讯世界，2017（02）：247.

[3]孙艳.PLC技术在自动化生产线中的应用[J].科技传播，2012，4（23）：138，106.

[4]陆阳.关于数控技术在自动化机械制造中的运用探讨[J].内燃机与配件，2021（08）：167-168.

[5]吴昊，王亚丽，李文广，肖永飞，刘成业.PLC和变频技术在自动化车牌生产线中的应用[J].自动化仪表，2013，34（12）：21-23，27.

[6]PLC产品在汽车行业里的前景[J].农业装备与车辆工程，2010（12）：64.

[7]张铎，郭仲尧.PLC技术在电气设备自动化控制中的應用[J].现代工业经济和信息化，2020，10（08）：70-71.

[8]姜美影. 基于PLC自动生产线系统的设计与研究[D].湖北工业大学，2016.