苏锴
众业达电气股份有限公司 广东省 汕头市 515041
摘要：新时期，我国社会经济发展水平全面提升，各项科技技术的研发应用先进性也得以有效提升，科技在机械加工生产行业当中的应用逐渐广泛和成熟，西门子PLC技术在机械设备控制系统中应用，使得系统运行更加智能，控制功能越加精准和稳定，促进了机械设备运行安全保障水平的提升。基于此，本文先对西门子PLC系统基本特征和工作原理进行阐述，然后对技术在机械设备控制系统中的具体应用进行研究。
关键词：西门子PLC技术；机械设备；控制系统
引言：西门子PLC技术是现代先进的自动化技术，技术的应用控制功能实现，需要通过计算机编程来设计自动化控制方案，通过技术手段来全面控制系统各项操作的精准性，从而让机械设备的运行保持安全、稳定和高效的状态。经过PLC技术的不断升级发展，技术在控制系统当中能够发挥故障监控及诊断作用，从而降低机械设备运行故障概率，提升设备运行可靠性，因而对技术具体应用进行研究具有现实意义。
一、西门子PLC系统的基本概述
（一）基本特征
西门子PLC系统的应用由于技术比较先进、操作自动化水平高而变得愈加广泛，系统的类型规格也变得更加多样，近些年比较常用的西门子PLC系统类型主要有三种，包括微型、小规模高性能型以及高性能型，比较常用的规格为S7-200、S7-300、S7-400、S7-1200、S7-1500[1]。西门子PLC系统的结构规格比较小，运行的效率高，面对各种情况时能够及时的做出反应，还能够与网络进行连接实现数据信息的传输通讯和远程监控，在机械设备控制系统当中运行，进一步优化了系统功能，机械设备的实际生产运行质量和效率也得以全面增强。
（二）工作原理
西门子PLC系统的组成结构比较多，主要包括CPU、输入及输出模块、接触器、传输装置、按钮开关、电气电路以及外界拓展设备，系统的运行必须要经过计算机专业的软件编程来对操作和自动化控制方案进行合理的规划，才能切实发挥控制功能。编程人员会应用专业的PLC软件开展编程，在所有组成结构当中CPU是中心，是所有程序指令的具体执行者，西门子PLC系统在机械设备控制系统当中融合应用，就能够实现对各项装置动态运行的精准、自动控制，同时PLC系统具备网络通讯功能，在连接网络之后，系统会与远程监控设备建立通信通道，然后对设备运行进行远程监控，若是发现异常或故障信息出现时，就会自动启动故障诊断功能，分析故障原因，然后运行外界拓展设备和自动化控制技术，来对故障进行控制调整，机械设备的维护管理变得更加容易和高效，进而实现了对机械设备运行安全的有效防护。
二、西门子PLC技术在机械设备控制系统中的具体应用研究
（一）PLC技术在设备开关量控制中的应用
西门子PLC技术在机械设备控制系统当中应用，对设备的开关量进行控制是比较初级的控制功能体现，是通过在PLC系统当中设置控制编程，来对开关量进行管控，同时还能够对开关操作的顺序进行合理的调控。在最初PLC技术的设备开关量控制功能运行时，是只能对一台机械设备的开关量进行开启和关闭进行操控，经过技术的不断更新升级，如今西门子PLC技术能过针对多个机械设备的开关量进行精准的操控，并且自动控制操作能够同时进行，自动控制能力显著提升。
（二）PLC技术在机械设备相关参数控制中的应用
PLC自动控制技术在机械设备运行当中应用，最主要的功能就是对设备运行相关参数进行合理控制[2]。PLC控制系统是在机械设备启动运行之后，对各项装置结构动态操作动作进行实时的监督，包括设备温度变化、压力值以及湿度等，通过对各项参数的随时掌握，来对参数的运行是否保持正常状态进行准确的判断，当参数运行出现异常情况时，就会对参数进行调整，使其快速的恢复正常状态。
现代应用机械设备运行作业活动时，参数对于设备最终的操作效果有决定性影响，参数若是没有在正常标准值水平，设备操作的质量会降低，严重的情况下还会使安全风险形成、发作。
PLC技术的控制参数功能非常强，在机械设备启动之后就开始对设备运行的数据进行收集、分析，并能够将收集的信息进行远程传输，当参数偏离正常轨迹时能够及时的发现，对故障进行详细的检测。但是这种模式的功能运行只能是在问题出现之后进行解决，无法在问题出现之前进行处理，因而参数问题发生之后不可避免的会产生一定的不良作用。为了改善这一问题，PLC技术系统会根据控制编程方案来对机械设备运行参数进行模拟计算，事前确定机械设备各项参数运行的变化趋势，将模拟的数据结果与设备运行值进行分析对照，当参数与模拟正常值产生偏差时，能够实现在正式操作之前对程序进行调整，使其保持理想、正常的状态，从而保证设备参数运行的可靠度。
（三）PLC技术在机械设备集中控制与分布控制中的应用
若是想要应用PLC技术来实现对系统的集中控制，对于PLC系统的配置水平要求比较高，同时要将PLC系统作为控制中心，并将机械设备各项装置关联性进行保障与强化，才能实现集中化的控制，通过集中控制功能的实现，能够提升设备控制管理的经济性，在集中控制模式运行当中由于各项装置结构之间都是相互关联的状态，也就会出现连带作用，一项装置出现问题之后会直接将影响作用延伸到其他装置处，这时影响范围扩散就需要暂停中央PLC系统控制操作。因而分布控制功能的应用价值就凸显出来，这种控制系统的运行会在PLC系统控制的各个设备位置配置一个专管，让PLC中央控制系统能够单独对设备采取自动控制操作，这样就在各个设备之间建立了隔离效果，一台设备故障后不会对其他装置产生不良影响。
（四）西门子PLC技术在机械设备控制系统中应用案例分析
1.案例基本情况
本次研究以生产线物料抓取运送设备为案例，对西门子PLC技术的实践应用进行分析，选取的案例机械设备当中包含气动抓取器装置、电磁阀装置以及气缸，在实际生产作业时流程操作是固定的状态，在生产流水作业线上物料通过传送带达到指定抓取位置之后，抓取器装置自动下降夹起物料，逐渐抬起抓取器，之后根据程序设置调整方向将物料放入固定的物料箱处，然后下降松开物料，之后抬起调整回传送带方向，进行重复操作。磁性传感器装置在机械设备运行当中是负责感应气缸和物料的位置，然后将感应的信息经传感器传输至PLC系统，系统顺利接收信息之后，就会自动发出操作夹取程序指令，让导杆气缸、气动手爪、旋转气缸根据预先设定方案进行作业。
2.西门子PLC技术的设计及运行
西门子PLC技术控制系统的运行，是由输入与输出模块负责位置信号的接受与操控指令的下达，本次案例设备当中应用的西门子 PLC系统类型是S7-200，系统CPU的电压为24V。
PLC系统的设计核心是与气缸形成控制回路，通过传感器进行位置感应，由 PLC程序实现气缸的逻辑控制，如气缸伸出、缩回等操作[3]。传感器在设备运行的过程中会精准的感应气缸达到的位置信息，当感应到气缸准确达到指定区域之后就会向PLC系统传输信号，由系统接收成功之后自动进行下一步骤的控制。抓取器手爪是由电器阀操控，当电磁阀通电后，手爪夹紧，断电后，手爪张开，针对手爪的PLC控制，是通过程序控制手爪电磁阀的通电开关，实现夹紧或张开操作。从而保证了设备运行操作的精准性，降低人工成本，有效促进企业获得更多的效益。
结束语：西门子PLC技术通过自动化控制手段，对机械设备各个运行操作活动进行监督与管控，让机械设备控制系统的控制功能更加多样化和先进化，能够对设备的开关量、运行参数进行合理调控，并应用集中控制和分布控制模式保证机械设备整体运行的可靠性，值得推广应用。
参考文献：
[1]沈盛阳,陈峰.西门子S7通信在智能冲压中的应用[J].锻压装备与制造技术,2021,56(02):57-59.
[2]李波.西门子S7-1500 PLC在输煤装置的应用[J].设备管理与维修,2021(08):59-61.
[3]陈美林.基于西门子S7-1500 PLC的自来水厂电气自控系统设计[J].机电信息,2021(11):8-10.