机械工程与自动化中PLC技术的应用

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【摘要】本文首先介绍了PLC的特点，然后介绍了PLC的发展状况，接着介绍了PLC的应用及重要性分析，最后介绍了机械工程中自动化技术的应用分析。

【关键词】机械工程，自动化，plc技术，应用

一、前言

PLC技术是一种将数字运算与机械操作综合起来使用的控制装置，起源于传统的继电器技术，后来发展成综合计算机技术、网络通信技术以及自动控制技术的自动化控制系统工程。将机械工程与自动化中的PLC结合推动了自动化的发展。

二、PLC的特点

1、PLC灵活性、通用性强

对于PLC技术，当工艺过程进行适当修改时，只需将内部程序作相应的修改即可，外部接线的改动量可以很少，甚至可以不必改动，其灵活性和通用性是继电器控制电路无法比拟的。

2、可靠性高，抗干扰能力强

在PLC控制系统中，大量的开关动作是由无触点的半导体电路来完成的，加之PLC在硬件和软件方面都采取了强有力的措施，使产品具有极高的可靠性和抗干扰能力可以直接安装在工业现场稳定地工作。

三、PLC的发展状况

1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求，第二年美国数字公司研制出了第一台编程序控制器，满足了GM公司装配线的要求。随着集成电路技术和计算机技术的发展，现在已有第五代PLC产品了。

20世纪70年代中末期，PLC进入实用化发展阶段，此时的计算机技术已经开始全面引入可编程控制器中。PLC具有了超小型体积、更高的运算速度、更可靠的工业抗干扰设计、PID功能、模拟量运算及极高的性价比。

20世纪80年代初，PLC在一些先进工业国家中获得广泛应用。这个时期PLC发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。此阶段的另外一个特点是世界上生产PLC的国家逐渐增多，产量也持续上升。这标志着PLC技术已步入成熟阶段。

20世纪末期，PLC的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期主要发展了大型机和超小型机;从控制能力上来说，出现了特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等控制场合;从产品的配套能力上来说，生产出了各种通信单元、人机界面单元，这些使得应用PLC的工业控制设备的配套更加容易。目前，PLC在机械制造、石油化工、冶金钢铁、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。

四、PLC的应用及重要性分析

1、PLC技术在生产系统自动化控制中的应用

在自动化生产中，PLC一般通过模拟参数控制模块、位置控制模块、计数模块、主机模块、通信模块和I/O接口模块六个模块进行工业自动化生产控制。在实际工业生产时，PLC技术通过对生产过程的具体了解，根据生产过程中所需要控制的动作以及监控的对象，对PLC系统的控制模块进行合理调整和优化组合，最终以最少的模块和最合理的方式组建出一个功能全面而完善的自动化控制系统，可以保证生产过程的正确运行和对生产中的灵活控制调整。在PLC控制系统运行过程中，模拟参数模块主要功能是对整个生产过程进行监控，并向监控仪表传输控制语句，从而达到改善控制精度的目的，如控制锅炉温度的升降或保温工作，维护热处理的正常进行。

2、PLC技术在控制逻辑运算中的应用

对于自动化控制系统来说，PLC的另一个巨大作用是进行逻辑运算和数据处理，如开关量的控制、数据位处理、数据转换与传输、数据筛查与运算等功能。通过PLC的运算功能，来完成生产数据的处理，如数据采集、数据分析和工作总结，目前大多数食品、冶金以及造纸工业都利用PLC进行数据信息控制;通过PLC进行开关量的控制，可以有效的增加软接触点，提高工业自动化系统的质量，为企业节省大量的人力和物力成本，与传统的继电器相比，具有操作简单，可靠性好，控制迅速和维修方便的特点，目前已经基本代替了大部分继电器的工作。

3、PLC在系统控制和远程通信控制中的应用

在现代自动化控制系统中，PLC技术不仅用于控制其他的继续结构，还用于对自动化系统自身进行控制，也就是说，PLC技术能够对自身系统进行故障排查和逻辑错误纠正，这样的自动化控制系统才能够稳定运行。在实际工业自动化生产中，设备的每一个动作都会有自动化系统控制，同时应用系统的检测装置对执行过程中产生的累积误差进行调整，如果设备的运行状态异常，整个PLC系统的逻辑关系就会穿行混乱，PLC控制系统的就会通过这些混乱的逻辑关系进行故障诊断并报警。在PLC进行不同系统间远程通信控制时，只要保持联网通信模块和信息传输接口的正确性，PLC技术就能进行稳定的远程通信。

五、机械工程中自动化技术的应用分析

1、柔性自动化技术在机械工程中的应用分析

对于柔性自动化技术而言，其主要是随着计算机信息技术的发展而产生的，因而是一种新兴技术，此技术不仅可以实现技术性操作的自动化进行，还可以在明确加工目标的情况下进行智能操作。因此，将柔性自动化技术应用于机械工程中可以实现生产效率的提高，从而实现机械领域的工业化发展目标。如今，柔性技术已经成为机械工程中不可缺少的一部分，其将数控技术为核心，同时结合先进的计算机信息化设备、信息科技技术及现代机械生产技术三个方面，推动了机械制造工业的不断发展和进步。由此可知，柔性自动化技术在机械工程中的应用，对于整个工业发展而言具有相当深远的意义，不仅能够实现生产数量及其生产效率的大幅提高，减轻劳动人员的工作强度，还大大提高了生产的质量，实现了生产成本的大幅降低以及产品效益的不断扩大。由此可见，柔性技术在机械制造行业的应用具有全球化趋势。

2、集成自动化技术在机械工程中的应用分析

集成自动化技术主要指的是对目前现有信息技术不断进行改进，以确保机械制造过程更为具体化，此外，还负责将机械制造生产过程中相关的各种技术及其生产信息进行高效集成，以实现机械生产的不断扩大，最终实现集成能力的不断增强。正是由于具有如此多的优势，因此，如今集成技术在机械工程中的应用已受到了十分普遍的认可，且在信息集成系统不断发展和完善的过程中，集成自动化技术也得到了不断的发展。集成技术涵盖了众多方面，如数据库集成、质量系统工程以及一些复杂程度较高的工业系统设计。就如今的发展情况而言，集成自动化技术在机械工程领域的应用，无论对于产品研发，还是生产和控制都可以取得相当好的效益。

3、智能自动化技术在机械工程中的应用分析

智能自动化技术指的是通过人工智能技术、神经网络等技术对某过程进行模拟，促使系统能够像人脑一样进行数据的分析或信息的采集，进而实现系统的自动化。此技术在实现机械智能化的同时，还通过集成化技术实现了控制的自动化，因而可以说是一门集智能技术和集成技术于一体的自动化综合技术。此技术在机械工程中的应用有效实现了人工智能技术以及机械制造过程的高效融合，不仅对生产过程的监控十分有利，有效降低了人力资源成本的投入，还实现了生产效率的大幅提高。此外，此技术通过神经网络实现信息的识别，因而使得机械系统运行时具有相对较强的自主适应能力，这对于生产过程中突发事件的快速响应及其解决十分有利。

六、结束语

在工业化、信息化发展迅速的今天，机械工程及自动化的水平已经成为一个国家工业水平的代表，而PLC技术的发展是提高工业生产自动化水平的重要方面。PLC技术应用于机械工程中有利于机械工程的发展。

参考文献

[1]李世发.PLC在工业自动化控制领域中的应用[J].信息通信，2011

[2]姚屏，王晓军，王会芹.电气与PLC控制技术[M].北京：化学工业出版社，2010