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摘要：在现代工业环境中,机械设备自动化发展已成必然趋势,自动化控制系统的大量实装有效降低了工业生产对人劳动力的需求,同时也能实现大量人力难以做到的精准控制。本文简单介绍了PLC技术,并围绕顺序控制、闭环控制、开关量逻辑控制、集成控制系统等方面，针对机械自动化设备中控PLC技术的运用做出讨论。
关键词：机械;自动化设备;控制系统;PLC技术
自蒸汽时代以来,机械设备已经逐渐成为现代社会中必不可少的重要设备,是推动现代工业发展的基础动力。而在新的工业发展需求下,机械制造行业需要迎来转型改革，构建起全新的模式，提高技术水平，这样一来，自动化乃至智能化，则顺理成章地成为了机械设备发展的主要方向,实际上现代大量机械设备都已经实现了不同程度的自动化。而在机械设备自动化发展进程中,PLC技术的重要性可以说是不可取替,应用PLC技术的自动化控制系统能够支持不同机械设备自动化功能的实现,故而就相应的PLC技术应用情况进行研究十分有必要。
一、PLC技术概述
PLC(Programmable Logic Controller)技术，从其内涵本质来讲，是一种基于工业环境下应用，而设计发展起来的数字运算操作电子系统技术,通过可编程逻辑控制器，实现对工业机械设备的自动化控制。该技术的实现是以可编程存储器作为基础,通过存储器内部所存储的各种指令直接对工业生产中的各种机械设备进行自动化控制。PLC本身结构和组成并不复杂，其核心为中央处理器与存储器，前者直接决定了PLC的运行处理性能，即影响控制的有效性与精准度等；后者则直接决定了PLC的控制复杂程度，存储的指令越复杂、多样，那么PLC的自动化控制应用范围将得到有效拓展。PLC的兼容性极强，主要是因为其能够实现对I/O控制数量的灵活调整，同时能够兼容模拟信号与数字信号。这意味着不同的工业生产需求中均能合理应用PLC，故而其能够在工业环境中得到广泛应用。总体来看,PLC的优势体现多个方面，包括可靠程度、编程建议性、灵活程度、运行速度、功能性、应用便捷方便程度等，这进一步强化了其在现代工业中的重要地位。而且可以预见的是，随着现代计算机技术的不断发展，PLC的应用将进一步得到有效拓展和深化，同时朝着通信网络化、模块化、智能化、编程语言与编程工具多样化以及标准化的方向发展，而且会同时追求兼具高速与性价比的小型PLC产品或者兼具高速、大容量以及功能性的大型PLC产品。
二、机械自动化控制系统有效运用PLC技术的方式
1.顺序控制
在工业环境中的自动化生产与制造而言,机械设备基本上都是按照预定的顺序逐步完成生产流程。通过基于PLC技术的顺序控制能够实现对整个生产过程的顺序控制,促使生产过程按照预期完成,从而达到最基本的顺序控制目的。不过在顺序控制中可能遇到各种问题,如因生产需要调整顺序,个别机械设备出现故障或暂时不能生产等,这些问题的存在会阻碍顺序控制的顺利执行,导致机械生产无法按照预期完成。因此在机械自动化设备中控制系统中应用PLC技术进行顺序控制时,往往需要重点从顺序控制指令以及监测控制两方面加以保障,确保顺序控制能够持续、顺利实现和完成。当基本指令和方法，无法针对选择顺序与并发顺序做出有效的控制，这就迫使相关技术要实现创新，以便能够满足相关的要求，因此就逐步发展起来了控制系统功能图。基于具体的控制要求，对应性地设计功能流程图,这样能够准确清楚地反映控制顺序，同时将功能流程图转化，转化为对应的梯形图程序，这样就让功能图法得到了有效呈现,通过该基本流程能够有效利用功能图实现对顺序控制系统的图解式描述与标识,从而完整地描述顺序控制系统的工作过程、功能与特性。而顺序控制指令作为PLC厂家提供的可使功能图编程简单化和规范化的指令,其包含了顺序状态开始、转移、结束以及条件顺序状态结束等在内的多种功能,基本上能够满足常规的顺序控制需求。
而针对生产全过程、全方面的监测控制,则是在顺序控制遭遇阻碍或者遇到问故障时自动进行调整和修复,初步尝试通过不停机调试来恢复顺序控制。而在不停机调试不能顺利恢复正常顺序控制状态的情况下,系统会通过全局计算和分析对机械设备工艺流程顺序、功能等进行改编与替换,及时解决顺序节点问题导致的整体顺序控制问题。进而保障顺序控制效果。
2.闭环控制
闭环控制指整个控制过程形成闭环，控制对象的输出量会成为相应的控制依据，实现动态调节与控制。其特点在于能够将生产过程和预期规范、标准等进行对照，一旦发现偏差便能及时进行自动调整和纠正，从而确保机械自动化设备依照既定程序和计划正常运行。在PLC技术的支持下,通过编程对被控对象的输出量进行实时监测,一旦发现输出量异常便会直接反馈到比较器,经比较处理后由控制器生成结果并传达指令,执行器对预定流程进行调整,从而实现实时反馈控制。另外在机械自动化设备的闭环控制系统中,PLC技术还能发回闭环运行数据分析功能,从而判断设备是否存在高负荷、超负荷等问题,能够有效保障工业生产流程的持续、稳定落实。
3.开关量逻辑控制
开关量逻辑控制是可编程逻辑控制器最基本、最广泛的应用形式,其既能针对单台设备实现稳定控制,也能针对多机群控以及自动化流水线生产进行灵活控制，基本上不会受到限制。工业生产过程中不少量都具有连续变化的特性,而要实现机械自动化设备在不同生产环节的起停控制,必须以高精度的开关控制为重要基础,否则可能导致整个生产过程出现大量误差、故障乃至生产事故。针对连续变化的量进行开关量逻辑控制难度较大,如果只是通过单一的方式设置简单的开关逻辑程序,那么在实际生产中容易出现连续变化量的变化与实时开关量的反馈存在延迟、无法基于生产情况对控制质量加以调整等问题,并不能完全满足现代工业生产需求。尤其是在容易受温度、震动、设备故障以及人为等干扰因素影响的现代工业生产环境中,开关量逻辑控制的难度进一步加大,很容易出现控制失准的现象,并不能满足愈发精准的现代工业发展需求。不过随着PLC技术在中央处理单元方面的快速发展,PLC性能不断提升,相应的逻辑计算能力以及实时生产信息检测能力进一步提升,再加上磁环、屏蔽双绞线等抗干扰设计的支持,使得基于PLC技术的开关量逻辑控制能够适应各种工业生产环境,支持机械自动化设备控制系统实现精准控制。
4.集成控制系统
在现代工业生产中,计算机和PLC集成控制系统相结合能够实现对生产过程的远程、实时、精准监测和控制。基于PLC技术构建工业自动化集成系统,该系统的特点在于能够将大量设施设备进行有效集成，集中监测与控制，即相关人员只需要在集成控制室便基本上能完成所有的生产现场操作与管理任务。另外该系统的自动化不光体现在生产层面，还体现于生产现场的动态监控、自动报警、远程控制、数据通信等层面，能够构建起高度集成、高度自动化的生产体系，十分契合现代工业生产需求。集成控制系统作为现代工业生产中应用极为广泛的一种系统,其通常具有两种系统结构,其中一种为操作站与过程控制站相匹配,另一种则是操作站通过系统总线与多个过程控制站相连,实现大范围、大规模控制。
结束语
综上可知,目前机械自动化设备控制系统中大量应用PLC技术,并在该技术的支持下安全、可靠、稳定地实现了自动化控制,满足现代工业自动化生产以及机械设备自动化控制需求。进一步研究PLC技术,优化编程程序,积极推动中央处理器、存储器等的更新换代,结合工业生产实际情况合理调整与优化PLC控制系统，能够有效提高PLC控制水平,进而更好地支持现代工业自动化发展。
参考文献
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