PLC在智能制造与工业自动化中的关键作用论文

 

　　关键词：PLC,智能制造,工业自动化

 

　　在现代工业生产中智能制造和工业自动化，是生产的基本思路，这会使生产效率不断提升，让资源配置效率提升，让工业生产企业的竞争力不断提升。在此背景下，要能够正确理解PLC的效能，继而保证能够合理地将其使用到各个节点中去，由此实现新的工业生态的构建。

 

 

　　可编程逻辑控制器是一种使用到工业自动化控制中的设备，其是以微处理器技术为基础的，用户编写控制程序之后去执行对应控制任务。其工作原理能够归结为如下几个环节：输入处理环节，主要是输入接口读取外部设备的状态信息，程序执行环节，主要是结合用户编写的控制程序，进入到逻辑运算和数据处理中去；输出处理环节，主要是将处理结果通过输出接口，传递给外部设备，由此对于生产的过程进行管理和控制。PLC的架构可以归结为处理器、存储器、输入输出接口、通信接口和电源。

 

 

　　在科学技术不断发展的背景下，PLC的硬件和软件也在不断进步，从硬件角度来看，处理器的速度更快，存储容量也更大，输入输出接口的类型也在朝着多元化的方向进展，通信接口速率也在不断提升。另外，其抗干扰能力和安全性都在不断提升。在软件方面，编程语言更加多样化，有梯形图、指令表、结构文本等，编程软件也更加智能化，有更加多的功能，能够去进行在线编程，还可以进行仿真调试。

 

 

　　在现代工业自动化系统中，智能传感器和执行器是不可或缺的重要组成部分，它们在诊断、自适应和通信方面发挥着重要作用，从而实现让生产过程进入到精确控制的状态。智能传感器负责监测生产过程中的各种参数，如温度信息、压力信息和流量信息等，并将这些数据传输到PLC中进行处理。而智能执行器则能根据实际的控制指令，对生产过程进行精确的调整，例如调整阀门的开度。为了实现智能传感器和执行器、PLC的融合，需要使用统一的通信接口和协议，便于数据交换。通过集成方案，生产过程可以进入到实时监控和精确控制的状态中，确保生产效率和质量得到有效提升。

 

 

　　现代制造业中，PLC作为自动化系统的核心所在，其往往需要对于整个生产过程进行控制，此时需要发挥各种传感器，各种执行器，各种智能设备的效能，在配合机制下，可让生产线进入到自动控制状态，生产效率不断提升，产品的质量更高，保证生产成本得以不断降低。在汽车制造的历程中，PLC可以使机器人进入到精确焊接中去，精确装配中去和喷涂中去，还能够对于生产过程中的各种参数进行监控，据此让生产过程处于相对稳定的状态。还有PLC可以使用到物料搬运中去，仓储管理中去，依靠RFID技术，条形码技术的使用，使得追踪和管理变得更加高效。

 

 

　　在现代制造业中，机器人属于重要的设备之一，PLC是控制机器人的关键所在，在将其融入之后，可以使机器人更加精准地完成对应人物，操作上也展现出智能化的特点，这样各种复杂任务能够得到很好地满足。以电子产品的装配线为例，PLC可以控制机器人精确地完成抓取的动作、放置的动作、焊接的动作，在PLC与视觉系统信息交互的过程中，待装配产品的位置信息和姿态信息都可以被识别，在此基础上获取控制指令，就可以完成对应动作。当然PLC还可以一对于机器人的运行状态进行监督，保证其处于正常运转状态。

 

 

　　在过程控制和监控系统中，PLC的角色非常重要，在收集来自传感器的实时数据的基础上，对于数据进行处理，能够保证生产的整个过程都处于精确化控制中去。比如在石油化工行业中，可依靠PLC对于炼油过程中的温度信息，压力信息，流量信息进行监控，还能够对于阀门进行调节，对于泵的运行状态进行管理，这样生产过程处于稳定运行的状态。在此同时，将PLC使用到关键参数监督中去，操作人员可以全面了解生产状况的相关信息，继而做出异常处理方案的决策。

 

 

　　PLC在质量保障和安全方面发挥效能，在生产过程精确化控制的基础上，产品的质量会更加稳定。以食品加工行业为例，将PLC融入进去，可以控制生产线上的自动化设备，每个产品都经历了相同的步骤，消耗相同的时间，继而让产品的口感，观感和品质达到理想的状态。还有PLC在与其他职能设备协同工作的过程中，实现对于生产过程的全面监控和管理，由此让产品的质量不断提升。

 

 

　　在市场需求的多样化发展过程中，柔性制造系统开始渐渐被以现代工业生产企业所采用，柔性制造系统，作为高度灵敏可调整的自动化生产系统，依照生产任务和产品类型的变化，快速对于生产线进行重新布局，设定新的工艺流程。在此过程中，PLC也发挥着核心的效能。PLC在与各种智能设备进行信息交互和控制的过程中，可以对于柔性制造系统进行精确管理。以汽车零部件加工为例，PLC结合生产任务的变化，对于数控机床的加工参数进行调整，对于机器人运动轨迹进行改变，满足不同产品的加工诉求。PLC通过物料搬运系统的信息交互，让物料搬运和仓库管理进入到自动化的状态，据此让实际的生产效率不断提升，不断降低实际的生产成本。

 

 

　　在智能制造的过程中，数据分析和决策支持，也是提升工作效率和产品质量的关键性措施，在此期间PLC也可以发挥重要效能，其收集到的生产数据，为企业决策奠定基础。以钢铁生产为例，PLC能够获取炼钢炉的温度信息、压力信息、成分信息等信息，依靠数据分析，获取分析报告，相关操作人员在审视报告之后，提出针对性的改善意见，去调整炼钢炉的温度，改变原料的配比，对于后续工序参数进行调整，依靠上述的措施，由此使得成本能控制机制能够更好地发挥自身的效用。

 

 

　　在云计算和物联网技术发展的背景下，PLC也在朝着更加集成化的方向发展。云计算可以为PLC提供更加强大的数据处理能力和信息存储能力，在云平台的帮助下，还可以在远程监控、数据分析和资源优化中发挥重要效能。物联网技术方案的融入，可以让很多传感器设备、执行器设备、智能设备整合成为一个系统，保证可以为PLC获取更加多的控制目标。以智能工程为例，PLC可以依靠物联网技术与各种传感器，执行器建立实时通信机制，获取生产线上的状态信息，环境参数等，在此基础上控制指令下发到对应设备，在云计算机平台的帮助下，大量的数据可以上传到云平台上进行存储，并且进入到分许状态，企业可以由此获得精准的生产优化方案。还有在云计算平台构建中，还可以让PLC在远程中，在故障诊断中，在系统升级服务中发挥效能。

 

 

　　人工智能和急切学习技术的发展，也为PLC的应用创造了契机，此时可以将AI和ML算法引入其中，让控制和管理展现出智能化的特点，保证实际生产效率不断提升，让产品质量达到更加理想的状态。在视觉检测系统中，PLC可以依靠机器学习算法，对于摄像头采集的图像进行处理，对于产品外观缺陷进行自动化检测。在工艺优化的过程中，还可以依靠机器学习算法，建立生产过程的数学模型，保证对于生产工艺的智能化优化机制得以构建。在此期间，PLC还可以依靠人工智能技术，对于设备进行预测性维护，提前发现其中存在的故障风险，保证可以提前采取对应措施，让实际的PLC的效用可以全面发挥出来。

 

 

　　在科学技术不断发展的背景下，智能制造和工业自动化是必然趋势，在此期间要想发挥PLC的效能，就需要能够鼓励此方面的技术创新，保证技术升级体系得以构建，这样才能够保证创新驱动发展的环境得以创设。为此，需要注意的有：其一，政府和企业要能够高度重视PLC研发投入工作开展，积极依靠财政支持的方式，税收优惠的方式，激励更加多的企业在此方面进行技术创新。还需要积极主动与高校之间，与研究机构之间建立合作关系，形成合作机制，吸引国内外优秀的研究人才，保证他们可以在实际技术发展中更好地发挥自身的效能；其二，高度重视PLC技术人才的培养和引进，设定专业课程，开展技术研讨会议，设定培训班级，保证工程师和操作人员可以迅速掌握新的PLC技术，在此历程中还可以积极吸引国外的优秀人才，使得其成为PLC技术创新的重要驱动力量；其三，推动PLC与其他先进技术的融合，可以将物联网技术、大数据技术、云计算技术、人工智能技术融入进去，保证PLC的数据处理能力不断提升，参与到智能决策中去，在远程控制中更好地发挥自身的效用。在技术融合的过程中，PLC功能可以更好地被拓展，提升自身的性能，据此使得智能制造和工业自动化发展能够进入到理想的状态；其四，积极建立完善的PLC技术应用标准，无论是针对于智能制造而言还是对于工业自动化而言，都应该将这样的技术标准贯彻落实下去，确保不同的厂商和设备提供者，可以将统一的技术规范使用进去，降低系统集成的复杂性和成本。在此期间还应该积极建立知识产权保护机制，鼓励企业在此维度进行技术专利的申请，据此实现良性市场竞争环境的构建。

 

 

　　在制造智能化和自动化发展的历程中，对应的系统必然会将集成化和兼容化作为重要诉求，这样才能够让实际生产的效率不断提升，降低对应的运营成本。在这样的背景下，可编程逻辑控制器，可以成为工业自动化的核心，系统集成化和兼容化的能力会对于设备的高效协同，对于信息的无缝隙对接产生效用。为此，需要将关注点放在：其一，推动PLC与其他工业自动化设备之间实现深度集成，也就是说在统一的通信协议和接口标准的基础上，保证其可以与传感器之间，与执行器之间，与机器人设备之间实现更加高效的信息交互，让精确控制成为可能。比如在汽车制造的过程中，可以与工业机器人实现集成，使得生产线的自动化控制深度和广度不断提升，由此保证生产效率达到更加理想的状态。其二，促进PLC与信息化系统的兼容。为此，要开放数据接口，保证提供标准化的数据格式，让其与企业资源规划，制造执行系统，产品生命周期管理关联起来，据此实现数据实时反馈机制和共享机制的构建，企业才能够获取到更加全面的数据支持。其三，高度重视软件平台金融性和可扩展性的提升。在此环节可以积极采用模块化的设计理念，保证功能库是丰富的，保证软件平台可适应不同行业的发展需求，满足不同应用需求。在此历程中，还可以提供容易使用的编程工具，创设友好的调试环境，据此使得系统集成的难度不断降低。其四，鼓励开发更加良好兼容性的PLC产品，采用通用的硬件平台，严格依照国际标准和国家标准，让不同品牌不同型号的产品，能够在一个系统中运行，这样可以让系统集成商和用户有着更加多的选择，同样也可以引导市场竞争进入到更加理想的状态。其五，建立完善的技术支持和服务体系。也就是说要积极采取措施，提供专业的技术咨询服务系统集成服务系统集成售后服务等，保证帮助用户解决系统集成中的问题，系统兼容上的问题，据此让系统能够朝着更加稳定的方向发展。

 

 

　　在切实发挥PLC在智能制造和工业自动化中效能的过程中，还需要注重数据安全和网络防护机制的构建，为此需要注意的有：其一，能够加强PLC系统本身的安全性设计，保证可以积极使用安全的编程语言，引入加密算法，让PLC程序展现出保密性和完整性的特点。在此期间，还需要对于系统的访问权限进行严格控制，不要出现未经授权的操作和修改；其二，积极建立完善的数据备份和恢复机制。定期备份系统中的关键性数据和程序，保证在出现意外的时候，可以迅速恢复生产。在此期间还需要建立数据安全审计和监控系统，保证实时监测和记录，建立事后追踪和分析程序；其三，注重网络防护能力的提升，可以积极将防火墙技术，入侵检测技术等融入进去，防止外部出现对于系统的破坏行为和窃取行为，在此期间还需要对于网络通信进行加密处理，不要让数据传输进入到不安全的状态。

 

 

　　综上所述，制造智能化和工业自动化是发展的大趋势，在此期间要懂得积极引入PLC技术，正确理解该技术在驱动制造智能化和工业自动化的效能之后，要能够努力将该技术融入到各个节点中去，建立技术标准，提升技术创新的投入，形成技术引入和应用机制，这样才能够让其在实际智能制造中的效能得以全面发挥。