机械自动化控制中PLC技术的应用研究

杜爱春

摘 要：随着我国技术革命的发展，工业领域也迎来转型时期，并取得了较大的成绩。但是相较于西方发达国家，中国传统工业技术水平还比较落后，科学技术含量无法达到发达国家的水平。在此背景下，相关专业人员需要对 PLC 技术在机电自动化控制技术中的应用进行分析，尤其是要重视 PLC 在我国工业的应用，以 PLC 技术的有效利用，提升工业生产水平、生产质量和效率，加快中国工业进程发展。

关键词：机械自动化;控制技术;PLC;应用

1. PLC 技术概述

PLC 技术是机械自动化控制系统的“大脑”，其实质上就是以有逻辑、可编辑的机械控制指令替代复杂、烦琐的人工控制，使机械设备能够根据指令自动完成相关操作，进而实现准确化、科学化、无人化工业生产。目前，我国工业生产和制造业生产中已经开始广泛应用 PLC 技术进行机械设备的控制，其在节约人力、物力资源的同时提高了自动化设备的运行效率。同时，PLC 技术的应用可以有效地弥补传统机械控制系统中存在的不足，从而提高企业的经济效率并满足我国经济的发展需要。此外，PLC 技术因其操作简便快捷、占据空间小以及功能效用多等特点被各种设备所应用。在机械设备的实际运作过程中，PLC 技术可以根据设备运行状态及时调整操作，提高整个生产线监控水平的同时降低设备故障发生率。但我国机械自动化控制中 PLC 技术的应用尚未成熟，还需在实践中寻找潜在的优势和不足，不断提高 PLC 技术的科学性、可靠性，为机械自动化控制系统的进一步优化升级提供坚实保障[1]。

2.机械自动化技术

2.1 机械自动化的网络化

随着互联网时代的到来，网络得到了极大的发展和普及。这也促使企业的管理和企业机械自动化生产发生了很大的变化，机械设计更加科学合理，各种零部件的制造水平更高。同时，信息全球化可以使得各种机械自动化技术应用互相分享，这为机械自动化这个行业的交流和机械自动化企业提供了很好的学习平台，可以促使工业机械企业得到进一步的发展。

2.2 机械自动化的虚拟化

目前有一种被称为虚拟化的技术被运用与机械自动化技术中。它是通过电子计算机，模拟实际生产过程和检验产品的过程仿真操作系统。有了这个仿真化的作業工程，就可以检验产品的制作工艺是否最佳，优化各种工艺而且可以实现不浪费时间、不浪费原材料、不浪费人力，从而提高生产效率和产品质量。

3.机械自动化控制中的 PLC 技术应用

3.1 PLC技术在播种机中的应用

首先，在选择 PLC 设备时，不仅要满足播种机电气自动化控制的稳定性要求，还要确保 PLC 设备总体的功耗较低，并且具有较快的计算速度，对较为复杂的程序进行操作。例如，微型 PLC 控制器具有很强的抗干扰能力，在播种机实际运行的过程中能够灵活地对其进行控制，并且由于自身性能较强，在一定程度上延长了播种机的使用寿命。比如在丘陵地区进行农业种植工作时，微型PLC控制器具有较强的防冲击振动的功能，有效提升了播种机的运行效果。

其次，在播种机电气自动化控制中应用 PLC 技术时，可以通过传感器来检测播种机的运行状况，还可以通过电效应法、高速摄影法等技术来进一步检测播种机的运行质量。除此之外，在播种机电气自动化控制中应用 PLC 技术时，还可以将检测系统的警报机制进行改善，通过安装提示灯的方式，来对播种机发生的故障进行警示，大大提升了播种机运行的稳定性以及实效性。相较于人工播种，利用播种机进行播种能够更好地保证农业生产工作的效果，并且在一定程度上降低了成本费用。通过在播种机的电气自动化技术中应用PLC技术，能够有效改善传统播种机运行的弊端，大大提升播种机运行的效率和质量[2]。

3.2 PLC 技术与空调变频改造

中央空调系统一般由制冷机、冷却水循环系统、风机盘管系统等部分组成。由于技术方面的限制，早期中央空调的水系统主要采用传统的控制方法。应用阶段，中央空调系统的高额用电量以及各类故障的出现，使得不少企业开始探索空调系统的改造技术。从实际情况来看，中央空调 PLC 的节能现象，在根本上是基于空调水系统热交换循环而产生的，在中央空调的运行过程中，冷却水是一个较为关键的环节，通常而言，中央空调的水流调节方式是通过系统中相关阀门和挡板的开闭来进行控制的，因此会造成大量的电能在这个过程中损失掉，而通过PLC技术对变频器改造之后，则能够对电能实现节约效果，降低空调能耗。据测算，以传统控制方式进行水系统的控制，在绝大多数时间内，空调系统真正需要的冷负荷要远低于设计值，而水塔风机、冷却水泵等处于满负荷运行状态，由此带来了严重的能源浪费问题。结合运行工况监测结果与中央空调水系统工作原理，有技术人员提出了在原有系统的基础上增加控制单元，通过PLC 控制器、变频器、传感器以及温差控制器等元器件的应用，实现变频控制，并最终达到合理控制水系统运行状况的目的。不仅如此，实践表明，在原有继电接触器控制电路的基础上增加变频器控制电机，正常情况下，变频器控制电机的运行状态，整个系统处于节能运行状态，可改善能源浪费问题[3]。

3.3 PLC在电梯系统中的应用

电梯是一种常见特种设备，其主要任务是完成人或物的垂直运输，起停相对频繁。一般电梯系统可分为升降机装置系统、集选控制系统、电气控制系统、故障检测系统等部分。在上行、下行过程中，控制系统需要对多个指令进行处理，确保其按照预设程序运行。以电梯的选层为例，其功能实现主要依赖于信号的传递、脉冲信号的正确处理，此外，还需引进防乱层技术，自动校正错误参数，对计数混乱问题进行妥善处理。本质上，PLC 控制电梯是以 CPU 微处理器进行运行过程中所需要进行的逻辑运算和数据处理，并利用 PLC输出单元进行控制信号的发出，从而实现对电梯的控制。在具体的应用过程中，主要是通过进行与之相应的 PLC 控制—能见电路的方式，来实现其余外部电路以数据的输入和输出端口进行通信，并通过 PLC 系统的控制器 CPU 来进行ROM 中机器码的执行，从而有效地进行输入输出数据的处理，最后将已经完成处理的数据利用端口传输到外围电路，达到对电梯自动化控制的目的。

结束语

综上所述，在机械自动化控制中应用 PLC 技术可以很好地提高机械设备生产效率和产业经济效益，同时这两者的相互融合也对我国经济社会的发展作出了巨大的贡献。在未来工作过程中，相关领域工作人员应加强对 PLC 技术的重视和应用，通过调查研究、制订方案、科学应用、总结提升等形式，进一步提高机械自动化控制中的 PLC 技术应用水平，促使我国工业发展迈上新的台阶。

参考文献：

[1] 朱新恬 . 化工装置电气自动化控制中 PLC 技术的应用 [J]. 化工设计通讯 ，2020，46（1）：117+119.

[2] 李佳立 . 船舶辅助机械自动化控制中 PLC 技术的应用分析 [J].舰船科学技术 ，2019，41（16）：214-216.

[3] 高贺云， 熊建国 . 机械自动化控制中 PLC 技术的应用探讨 [J].内蒙古煤炭经济 ，2020（5）：197.