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浅谈PLC控制技术在汽车工业生产中的应用


进入现代社会,我国经济水平不断提升,科学技术也取得了长足的进步,各种先进技术的出现,为各行各业的发展提供了强大的助力。就汽车工业生产行业而言,由于生产过程中涉及大量设备与工序,一旦出现设备、操作问题,将会引发严重的安全问题,因此,许多企业在生产领域引入PLC控制技术,对整个生产过程和设备运行状态进行监督控制,及时发现运行中的问题并加以解决,有力保证了汽车生产效率和安全。
1、PLC技术的概念
PLC是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置,专为在工业现场应用而设计,它是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物,它将继电器梯形图作为基础的简单指令形式。在信息化时代,PLC技术凭借其自身良好的使用性能,成为汽车生产控制领域中运用极为广泛的重要工具。和传统的控制手段相比,以PLC技术为基础的控制方案能达到更准确、稳定、安全的效果,加上该系统的工作原理相对简便,结构模式比较简单,所以降低了在后期进行运用和维护的成本即难度。不仅如此,以PLC技术为基础,所打造的自动控制系统往往采取梯形图编程形式,所以这也成为它更受工作人员欢迎的重要因素。在生产系统的长期运作过程中,继电器控制很容易出现故障和不足,而在PLC智能自动控制技术不断进步的背景下,继电器控制的运用渐渐被取代,PLC技术获得了更广阔的市场发展空间。利用PLC技术所打造的机电控制体系,可以对可编程序中的存储器进行全面运用,达到内部存储、逻辑计算、顺序控制等目的,借助数字模拟量的输入输出,对机械运转进行高效控制。PLC控制系统示意图如图1所示。

图1 PLC 控制系统
2、基于PLC工业控制系统关键技术
2.1PLC程序设计
PLC程序设计工业生产控制中整条生产线的活动和运行的一个操作和处理的界块,主要的内容涉及方面很多,主要体现在数据采集、计算、理解和处理以及对生产线工作的顺序的控制。PLC的内部核心是中央处理单元,现在多数人称之为CPU。PLC程序设计包括了中央处理单元的所有运行,同时还包括存储器的部分运用。
2.2PLC程序设计的原则
PLC程序的设计原则主要有四条,一是科学,在进行PLC程序设计的过程中,对于PLC控制系统所要控制的对象要做到在科学合理的设计情况下最大化的满足对象的需求。所以在PLC程序设计前,要详细了解机械设备、电气设备,并研究相关的资料,从而能够设计出最优化的控制系统。二是经济,控制成本一直都是工业所贯穿的主体,PLC程序的设计当然要满足这个原则,让整个系统能够节约生产的成本,提高生产的质量和产量,进而提升企业的效益。三是安全,安全是重中之重,如果PLC控制系统出现安全事故,所受到影响的是一整条工作产线。四是适用和普及,PLC控制系统,必须要与时俱进,根据用户的需求和社会的发展进行改进和完善,这也是PLC设计中的必备原则。
2.3PLC的控制模式
PLC的控制模式经过多年的发展已经趋于稳定,分为自动、手动、半自动这三种控制模式,能够满足在所有情况下的使用。PLC的自动控制模式主要是在工业生产线需要进行自动生产是,PLC程序就会切换到自动生产的模式,这个模式是通过远程的控制程序进行的,主要是主控PC。
手动模式多半是用在工业生产的生产线进行维修、调试的情况下,PLC会切换手动模式,通过界面显示器控制。半自动模式主要是生产线需要一直维持在调试或者维修的状态下,PLC会自动切换半自动模式,不影响生产线的工作以及调试。
2.4主控PC程序的设计
主控PC是整个PLC控制系统非常重要的一个环节,主控PC是有效连接PLC控制系统、界面和动画PC的有效连接方式。主控PC的设计程序主要包括PLC通讯模块和PC通讯模块,还包括重要的数据库模块。它主要的程序设计思路是,在考虑到整个PLC控制系统的繁杂运作,通过明确职责、划分功能来提高整个系统的效率,这种情况下,也就有了主控PC的程序设计。主控PC的设计是能够将程序的模块进行重新的规划,使其处于一种独立的状态,各模块有紧密相连,大大加快了PLC的运行效率。
2.5界面与动画PC的设计
人们对PLC系统发布指令和操作的平台就是界面,也就是说界面是整个生产线控制系统的直观体现。动画PC的设计就是对整个生产线的运行状态进而运行进行模拟,以动画的形式播放在界面上。同理,人们也可以通过界面接收到实际的生产信息,并且利用界面进行程序的操作。
3、PLC控制技术在汽车工业生产中的应用
关于汽车电子信息产品的市场,一直处于上升趋势,并且由于车载网络系统、车载远程信息处理系统的发展和完善,我国在的汽车电子也发展迅猛。汽车电子特点也就越来越多。PLC控制技术在汽车工业的生产中也越来越广泛。
3.1PLC控制技术作为机电技术、网络系统、监控系统和信息处理统融合的高新技术,整个汽车电子业有着高新技术的发展,不断进行发展和创新,电动公交汽车以及丰富多样的车载电子系统就是很典型的例子。
3.2智能化和节能化
由于国家对资源的使用采取可持续发展的战略,对汽车电子信心技术要求的愈发严格,在能源、排放上更是施加了一条条规定,而且随着技术的发展,对汽车电力技术的发展起到了极大的推进作用。汽车内部的各项零件和系统也趋向于智能化发展,并且已经开发普及使用的电动汽车和新型一百公里仅耗油一升的节能汽车也陆续研发并使用,汽车电子技术让汽车子智能和节能化方面走的更远。
3.3汽车微处理器增加,零件变小
在整个汽车的部件中,尤其是公交汽车这种大型汽车,内部的微处理器越来越多,并且采取LIN、CAN的网路化控制,简单快捷并且不占太多的空间。如今汽车电子的造价已经占据一辆汽车总造价的三分之一。IC的功能也更加完善。同样为了汽车电子的多样化发展,汽车供电系统也要增加相应的供电量。
3.4完善电控系统,提高动力效率
目前地面上的汽车生产厂商在发动机的生产中都采用了电子技术,电动汽车几乎所有的控制系统都有电子技术的存在,并且电子技术的应用正在普及和提高。对于新兴的电子技术也在加紧研制,包括电控高压共轨柴油机和充气压染发动机等,都有电子技术的身影。
3.5线控技术
由于汽车电子技术的发展迅猛,线控技术已经不是可望而不可即的存在,如果线控技术替代机械系统,那么汽车的地盘变化超出想象,变形或许不是奢望。
3.6智能网络
综合性的技术控制势必是汽车电子的发展目标,集动力系统、车身控制、照明设备和自动导航于一身的电子技术都广泛应用汽车上,实现了汽车的智能化驾驶。此外全电力和数据网络将在汽车发展中变得至关重要。尤其是电动汽车和电动公共汽车,它的计算网络和操作系统有要具备新型能源管理网络,来满足汽车较高的安全和可靠性,但是由于线控转向等有需要冗余系统设计,而要冗余系统设复杂多样,需要进一步突破。
4、PLC控制技术在内燃机中的应用
基于PLC的内燃机车逻辑控制系统在设计方面,借助模块化设计的方法,加大对先进电气设备的运用,依靠软硬件技术达到良好的控制效果。PLC技术在控制过程中,具有独立、兼容、精度高、编程简单的优势。通过科学设计,可以为内燃机车的稳定高效运行提供支持,切避免了对主电路、励磁电路、辅助电路等的过度干扰。在对控制信号进行设计时,要注意防止对PLC模拟信号的限制,可利用WJT来对控制线加以优化,这是一种可以增加模拟量、减少PLC输入接点、精简系统结构的方法。如果配合电控接触器,在优化后输入接点仅为31个,因此这种系统构造是极为简洁、高效的,且其成本较低、运行效率极高,适合大范围推广。
5、PLC控制技术的发展展望
PLC技术在汽车生产中的运用,除了前文所述的案例外,还有抽风系统、压风系统等方面。而在社会不断进步的过程中,汽车工业生产也会受到越来越多的关注,其生产效率和质量将面临更高的要求。所以各种发展还并未达到更高标准如生产系统、提升系统以及电机车运输系统等都会逐渐实现通过不同设备以及系统的远程操控的操作模式,以减少劳动力的分配和运作。而PLC技术还可以在很多方面实现远程操作控制,因此,在此后很长一段时间内的汽车生产中,我国还会对PLC技术进行更深入地应用,以使其安全高效的可持续发展成为可能。
6、结语
综上所述,加强对PLC控制技术在汽车工业生产中的应用问题的探讨,意义重大。相关工作人员需要明确PLC技术的概念以及PLC控制技术的应用优势———包括运动控制、逻辑控制、数据处理等;同时把握PLC控制技术在汽车生产中的应用要点,对PLC控制技术的未来发展趋势加以研究。
 

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