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PLC自动化技术在机械制造中的应用研究

发表时间：2020/8/4 来源：《基层建设》2020年第10期作者：林恺源

[导读] 摘要：PLC本质上为应用于工业控制的计算机，由中央处理单元、电源、存储介质、输入/出端口组成，具有操作简单、通用性高、体积小、能耗低、抗干扰能力强的优点，被广泛应用于机械制造中。

        龙岩技师学院福建龙岩 364000
        摘要：PLC本质上为应用于工业控制的计算机，由中央处理单元、电源、存储介质、输入/出端口组成，具有操作简单、通用性高、体积小、能耗低、抗干扰能力强的优点，被广泛应用于机械制造中。PLC自动化技术的优势是能够减轻人工操控机械的负担，提高企业工作效率。本文围绕PLC自动化技术的应用优势进行陈述，重点研究分析了OLC自动化技术在机械制造中的具体应用及优点。
        关键词：PLC自动化技术；机械制造；应用
        一、PLC技术优势
        PLC是一种全新的控制技术，和传统技术相比其具有很多的优势。例如在具体的安装过程中，我们可以发现PLC技术的接线方式简单。而且其作为一个整体，我们只需要将相应的传输线和电源进行相连，这样不仅能够减少相关工作人员的任务量，而且还能够减少人为操作失误等问题的发生[2]。PLC技术还具有良好的安全性和稳定性，因此在具体的应用中通常不会出现什么问题，而这一特点对于电气工程的自动化控制也是十分重要的。而通过PLC技术的使用，我们也发现其具有功耗较低的特点，而且其所需要使用到的组成单位十分简单，因此对能源的需求量也是相对较低的，因此在我国目前的能源现状下十分适用。此外，PLC技术还具有良好的适应性，因此可以很好地融入电气工程自动化设备系统当中，有效地开展工作。最后该技术还具有良好的灵活性，对相关操作人员的编程技术没有过高的要求，甚至不需要相关人员专门学习和计算机有关的知识，便可以利用PLC系统来有效地开展工作，其操作十分简单易懂，因此也极大地降低了工作人员自身的工作难度。而且其所具有的自动识别功能，还可以通过扫描来自主分析系统的输出数据，从而能够有效识别数据的传输过程是否存在缺陷。
        二、PCL自动化技术的应用流程
        机械手是最常使用的应用控制手段，机械手主要就是依靠PLC、继电器，还有微机3个模块进行控制。目前PLC自动化技术的应用还是借助OLC为主，将计算机、自动化控制和最新通信科技整合为整体。所以，就算有故障产生也能尽快实现维修。PCL自动化技术的应用流程简易，具体程序就是，先开启设备，然后判断机械制造的物品所在的位置，后依据机械手的定位打开手臂抓取物品，获得物品后PLC自动化会执行使手臂提升的命令，依照编写程序水平移动，最终会把手臂中的物品安放在指定位置，然后回复到原始位置。后只要按照这个步骤就能重复完成不同工作了。
        三、PLC自动化技术的具体应用
        1.控制远程通信
        PLC基本能完成所有现代机械化生产制造系统的内部控制。如今科学技术不断成熟进步，PLC自动化技术已经可以完成按要求命令修正系统中出错的逻辑问题，对系统中的故障进行排查等任务，来保障系统的正常运行。机械制作过程中，应用PLC自动化技术可以达成制造工序的全面全程监控，然后根据生产情况判断误差参数值是否在系统预设的允许范围内，从而就可以知道机械制造设备是否运行正常，系统内部有没有逻辑错误等问题。PLC技术对不同问题进行检查后，会判断出具体发生的问题然后发布系统警报来提醒作业人员。
        2.逻辑运算
        在机械生产的制造系统中，PLC自动化技术在维系保护逻辑运算和信息数据安全等方面有着至关重要的意义，比如其具有的数据信息转换传输、数据位处理等能力。通过PLC自动化技术自由的计算功能，能够对相关数据和信息进行收集、分析和处理，从而完成对数据信息的全程监控等。

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        3.生产系统控制的自动化
        在实际的机械制造过程中，企业能够按照自身的实际情况，对PLC的控制指令和控制模块组合方式进行科学且合理的优化。尽可能地建立简约的系统模块，实现对机械制造流程的多元化控制与自动化生产的整体控制。可以通过PLC自动化控制系统，键入要求指令，PLC控制系统就能及时了解不同变量的变动。只要变量超过允许变动范围，PLC就会系统内的装置进行控制。以饮水机为例，对热水槽内的水温进行监控，如果水温低于允许值，就会在外部亮灯提示，加热器就会开始工作以保证水温达到目标值。这一过程就能够利用PLC自动化技术来完成，确保系统不出差错。3PLC自动化技术在机械制造中的应用及注意事项1功能优化功能优化主要包括以下几个方面：其一用户界面优化。用户界面可以将用户和数控系统联系在一起，由于各个用户的要求不同，所以界面的开发难度较大。目前，htcrnct、科学计算可视化等技术对用户界面也有很高的要求。为了改善界面操作效果，可以采用图形用户界面，从而为非专业人员提供便利。其二补偿方式优化。可以采用不同的插补方式，包括直线插补、圆柱插补、螺纹插补等等。补偿功能则包括象限误差补偿、温度补偿、垂直度补偿等多种类型。其三优化PLC性能。在数控系统之中安装高性能的PLC控制模块，这样就可以利用高级语言编程进行在线调试，也可以进行在线帮助。编程工具包括PLC用户程序实侧，主要用于车床铣床。其四多媒体技术优化。多媒体技术包括多个方面，如声音、图像、通信技术等等。
        四、应用注意事项
        为了保障PLC自动化技术的高效应用，应该加强对于其运行环境的控制，具体要求如下：①温度。PLC自动化控制系统适宜运行在0~55 ℃的环境中，系统安装位置空气流通性要好，有足够大的空间进行散热，不得安装在发热量较大的元件下方，系统基本单元距离拓展单元超过30 mm，如若不得不安装在超过55 ℃环境下，必须安装风扇，创造通风散热环境。②湿度。PLC自动化控制系统中涉及不少电子元件，为了保障系统的正常运行，必须保证电器的绝缘性，运行环境的相对湿度应低于85%，且不得有凝露。③震动。在PLC自动化技术装置周边，不应该有强烈的振动源，如果有的话，应该尽可能提升间距，在10~55 Hz的频繁振动或连续振动下，系统会受到干扰，无法稳定运行，所以应该尽可能避免这种运行条件，必要时可从源头或传播途径阻隔振动。④抗干扰。电源是PLC自动化控制系统的主要组成部分，虽然PLC对于电源所带来的电磁干扰具有一定抵抗能力，但是当电源干扰比较严重或者对于系统运行稳定性要求较高时，应该做好抗干扰措施，选择供电品质佳、供电稳定的电源，选择双绞线作为电源线，同时在交流电源输入端子前安装低通滤波器、隔离变压器等防护装置，过滤谐波信号及高频干扰信号，降低传导型及辐射型电磁干扰，在系统设计时，可将交流信号输出与输入的压敏电阻与浪涌吸收器并联，如若PLC控制系统作业环境复杂，外界噪声大，可安装光耦合器来避免电磁干扰，同时，设计PLC 系统软件时，可应用数字滤波技术过滤掉噪声信号，全面提升系统的抗干扰能力。
        结束语
        机械制造是一个对于产品质量要求极高的行业，质量好说明产品应用的稳定性和安全性较高，意味着极高的社会认同度与市场占有率，意味着机械制造企业在行业占据技术领先地位，意味着更高的经济效益。且今后，PLC自动化技术的应用提升还需要技术专家的研究和探索，相信不断积累的技术经验和有效的优化策略的铺垫，能推动PLC自动化技术在机械制造行业发挥更大效用。
        参考文献：
        [1]蒋纯谷， JIANGChun-gu. 模糊PID在PLC中的应用方法研究[J].机械制造与自动化， 2011（3）：179-181.
        [2]陈旭武，刘东汉. PLC在组合机床控制中的应用与程序编制[J].机械制造与自动化， 2006， 35（4）：180-182.