主頁 > 技術文章 > 機械工程與自動化中PLC技術的重要性 2024-10-11

機械工程與自動化中PLC技術的重要性

1、引言:
    PLC技術是一種將數(shù)字運算與機械操作綜合起來使用的控制裝置,起源于傳統(tǒng)的繼電器技術,后來發(fā)展成綜合計算機技術、網絡通信技術以及自動控制技術的自動化控制系統(tǒng)工程。目前,在機械工程及自動化領域中,PLC技術已經得到了廣泛的應用,國內各行各業(yè)的自動化水平都得到了一定的提高,為國家的發(fā)展和人們生活水平的提高提供了技術支撐。本文對PLC技術在機械工程與自動化領域的重要性進行了分析,以供參考。
2、PLC技術及特點：
    PLC是目前工業(yè)領域單臺設備自動化控制的典型設備,具有體積小、安裝方便、編程容易、可靠性高以及不易受干擾的特點。近年來,PLC技術發(fā)展越來越快,軟件、硬件以及技術開發(fā)也有了較大的進步,功能越來越強大,系統(tǒng)的兼容性和開發(fā)性越來越好,使PLC的性價比也越來越高。現(xiàn)在,PLC已經開始廣泛應用在機械、化工、電力以及冶金等領域,成為自動化控制的重要支柱之一,大大推動了機械工程與自動化的發(fā)展進程。
    PLC技術主要包括過程控制、位置控制、生產監(jiān)控、順序控制以及生產管理等,而完成這些復雜控制必須解決控制設備與PLC處理器核心之間的通信問題,而通信技術最重要的是保證通信的正確性和穩(wěn)定性。PLC技術的通信功能是最穩(wěn)定的,下面對PLC技術進行數(shù)據(jù)傳遞或共享的特點進行具體的分析:
    2.1 采用國際標準通信協(xié)議。PLC的生產廠家為了便于PLC的推廣和用戶使用的方便,規(guī)定使用統(tǒng)一的國際標準通信協(xié)議,這樣不僅使不同的生產廠家的PLC系列產品的生產互換性大大提高,還極大的方便了用戶進行維修,提高了PLC產品的通信開放程度。
    2.2 現(xiàn)場總線的接口契合度。大多數(shù)PLC生產廠家都生產現(xiàn)場總線,并且在通信領域廣泛使用,如目前在PLC中廣泛使用并且已經進入國家標準的DeviceNet、Profibus、AS-I總線。這些現(xiàn)場總線與PLC接口的契合度極高,大大保證了通信的穩(wěn)定性。
    2.3 簡單化的程序編輯。大多數(shù)PLC生產廠家為PLC用戶設計了專門的計算機與PLC進行通信的軟件,進行程序翻譯,減輕了用戶的編程工作量,使PLC編程不在受限于專業(yè)人員,大大降低了PLC編程的準入門檻。
3、PLC的應用及重要性分析：
    3.1 PLC技術在生產系統(tǒng)自動化控制中的應用：
    在自動化生產中,PLC一般通過模擬參數(shù)控制模塊、位置控制模塊、計數(shù)模塊、主機模塊、通信模塊和I/O接口模塊六個模塊進行工業(yè)自動化生產控制。在實際工業(yè)生產時,PLC技術通過對生產過程的具體了解,根據(jù)生產過程中所需要控制的動作以及監(jiān)控的對象,對PLC系統(tǒng)的控制模塊進行合理調整和優(yōu)化組合,最終以最少的模塊和最合理的方式組建出一個功能全面而完善的自動化控制系統(tǒng),可以保證生產過程的正確運行和對生產中的靈活控制調整。在PLC控制系統(tǒng)運行過程中,模擬參數(shù)模塊主要功能是對整個生產過程進行監(jiān)控,并向監(jiān)控儀表傳輸控制語句,從而達到改善控制精度的目的,如控制鍋爐溫度的升降或保溫工作,維護熱處理的正常進行。
    3.2 PLC技術在控制邏輯運算中的應用：
    對于自動化控制系統(tǒng)來說,PLC的另一個巨大作用是進行邏輯運算和數(shù)據(jù)處理,如開關量的控制、數(shù)據(jù)位處理、數(shù)據(jù)轉換與傳輸、數(shù)據(jù)篩查與運算等功能。通過PLC的運算功能,來完成生產數(shù)據(jù)的處理,如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和工作總結,目前大多數(shù)食品、冶金以及造紙工業(yè)都利用PLC進行數(shù)據(jù)信息控制;通過PLC進行開關量的控制,可以有效的增加軟接觸點,提高工業(yè)自動化系統(tǒng)的質量,為企業(yè)節(jié)省大量的人力和物力成本,與傳統(tǒng)的繼電器相比,具有操作簡單,可靠性好,控制迅速和維修方便的特點,目前已經基本代替了大部分繼電器的工作。
    3.3 PLC在系統(tǒng)控制和遠程通信控制中的應用：
    在現(xiàn)代自動化控制系統(tǒng)中,PLC技術不僅用于控制其他的繼續(xù)結構,還用于對自動化系統(tǒng)自身進行控制,也就是說,PLC技術能夠對自身系統(tǒng)進行故障排查和邏輯錯誤糾正,這樣的自動化控制系統(tǒng)才能夠穩(wěn)定運行。在實際工業(yè)自動化生產中,設備的每一個動作都會有自動化系統(tǒng)控制,同時應用系統(tǒng)的檢測裝置對執(zhí)行過程中產生的累積誤差進行調整,如果設備的運行狀態(tài)異常,整個PLC系統(tǒng)的邏輯關系就會穿行混亂,PLC控制系統(tǒng)的就會通過這些混亂的邏輯關系進行故障診斷并報警。在PLC進行不同系統(tǒng)間遠程通信控制時,只要保持聯(lián)網通信模塊和信息傳輸接口的正確性,PLC技術就能進行穩(wěn)定的遠程通信。
    3.4 PLC技術在各個生產領域的重要性：
    目前,PLC已經成為世界上大多數(shù)國家實現(xiàn)機械工程自動化的標準設備,它的應用范圍已經覆蓋了冶金、化工、交通、娛樂和食品等所有的輕重工業(yè)領域,是自動化領域用途最廣,也最為重要的控制設備。在2009年,全國的PLC生產件數(shù)高達一千五百萬件,而2010年的產量達一千八百萬件,2011年的最終產品達到了二千三百萬件。經統(tǒng)計,這些PLC產品的最終使用的領域如表1所示。
    表1 PLC的使用領域分布表
在工業(yè)化、信息化發(fā)展迅速的今天,機械工程及自動化的水平已經成為一個國家工業(yè)水平的代表,而PLC技術的發(fā)展是提高工業(yè)生產自動化水平的重要方面。本文通過對PLC在各個領域自動化設備中的應用,論述了PLC在機械工程與自動化方面的重要作用,為PLC在自動化控制領域的推廣提供了支持。

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