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

機械工程與自動化中PLC技術(shù)的重要性

1、引言:
    PLC技術(shù)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(shù),后來發(fā)展成綜合計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及自動控制技術(shù)的自動化控制系統(tǒng)工程。目前,在機械工程及自動化領(lǐng)域中,PLC技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,國內(nèi)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(shù)支撐。本文對PLC技術(shù)在機械工程與自動化領(lǐng)域的重要性進行了分析,以供參考。
2、PLC技術(shù)及特點：
    PLC是目前工業(yè)領(lǐng)域單臺設(shè)備自動化控制的典型設(shè)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(shù)發(fā)展越來越快,軟件、硬件以及技術(shù)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�，F(xiàn)在,PLC已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用在機械、化工、電力以及冶金等領(lǐng)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(shù)主要包括過程控制、位置控制、生產(chǎn)監(jiān)控、順序控制以及生產(chǎn)管理等,而完成這些復(fù)雜控制必須解決控制設(shè)備與PLC處理器核心之間的通信問題,而通信技術(shù)最重要的是保證通信的正確性和穩(wěn)定性。PLC技術(shù)的通信功能是最穩(wěn)定的,下面對PLC技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。PLC的生產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議,這樣不僅使不同的生產(chǎn)廠家的PLC系列產(chǎn)品的生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)廠家都生產(chǎn)現(xiàn)場總線,并且在通信領(lǐng)域廣泛使用,如目前在PLC中廣泛使用并且已經(jīng)進入國家標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)廠家為PLC用戶設(shè)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(zhǔn)入門檻。
3、PLC的應(yīng)用及重要性分析：
    3.1 PLC技術(shù)在生產(chǎn)系統(tǒng)自動化控制中的應(yīng)用：
    在自動化生產(chǎn)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(chǎn)控制。在實際工業(yè)生產(chǎn)時,PLC技術(shù)通過對生產(chǎn)過程的具體了解,根據(jù)生產(chǎn)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(diào)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(chǎn)過程的正確運行和對生產(chǎn)中的靈活控制調(diào)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(chǎn)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(shù)在控制邏輯運算中的應(yīng)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(guān)量的控制、數(shù)據(jù)位處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(chǎn)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(jié),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(guān)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(zhì)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(jīng)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(yuǎn)程通信控制中的應(yīng)用：
    在現(xiàn)代自動化控制系統(tǒng)中,PLC技術(shù)不僅用于控制其他的繼續(xù)結(jié)構(gòu),還用于對自動化系統(tǒng)自身進行控制,也就是說,PLC技術(shù)能夠?qū)ψ陨硐到y(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(chǎn)中,設(shè)備的每一個動作都會有自動化系統(tǒng)控制,同時應(yīng)用系統(tǒng)的檢測裝置對執(zhí)行過程中產(chǎn)生的累積誤差進行調(diào)整,如果設(shè)備的運行狀態(tài)異常,整個PLC系統(tǒng)的邏輯關(guān)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(guān)系進行故障診斷并報警。在PLC進行不同系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信控制時,只要保持聯(lián)網(wǎng)通信模塊和信息傳輸接口的正確性,PLC技術(shù)就能進行穩(wěn)定的遠(yuǎn)程通信。
    3.4 PLC技術(shù)在各個生產(chǎn)領(lǐng)域的重要性：
    目前,PLC已經(jīng)成為世界上大多數(shù)國家實現(xiàn)機械工程自動化的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,它的應(yīng)用范圍已經(jīng)覆蓋了冶金、化工、交通、娛樂和食品等所有的輕重工業(yè)領(lǐng)域,是自動化領(lǐng)域用途最廣,也最為重要的控制設(shè)備。在2009年,全國的PLC生產(chǎn)件數(shù)高達一千五百萬件,而2010年的產(chǎn)量達一千八百萬件,2011年的最終產(chǎn)品達到了二千三百萬件。經(jīng)統(tǒng)計,這些PLC產(chǎn)品的最終使用的領(lǐng)域如表1所示。
    表1 PLC的使用領(lǐng)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(jīng)成為一個國家工業(yè)水平的代表,而PLC技術(shù)的發(fā)展是提高工業(yè)生產(chǎn)自動化水平的重要方面。本文通過對PLC在各個領(lǐng)域自動化設(shè)備中的應(yīng)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(lǐng)域的推廣提供了支持。

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