淺談PLC控制技術在汽車工業生產中的應用

進入現代社會，我國經濟水平不斷提升，科學技術也取得了長足的進步，各種先進技術的出現，為各行各業的發展提供了強大的助力。就汽車工業生產行業而言，由于生產過程中涉及大量設備與工序，一旦出現設備、操作問題，將會引發嚴重的安全問題，因此，許多企業在生產領域引入PLC控制技術，對整個生產過程和設備運行狀態進行監督控制，及時發現運行中的問題并加以解決，有力保證了汽車生產效率和安全。
1、PLC技術的概念
PLC是一個以微處理器為核心的數字運算操作的電子系統裝置，專為在工業現場應用而設計，它是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物，它將繼電器梯形圖作為基礎的簡單指令形式。在信息化時代，PLC技術憑借其自身良好的使用性能，成為汽車生產控制領域中運用極為廣泛的重要工具。和傳統的控制手段相比，以PLC技術為基礎的控制方案能達到更準確、穩定、安全的效果，加上該系統的工作原理相對簡便，結構模式比較簡單，所以降低了在后期進行運用和維護的成本即難度。不僅如此，以PLC技術為基礎，所打造的自動控制系統往往采取梯形圖編程形式，所以這也成為它更受工作人員歡迎的重要因素。在生產系統的長期運作過程中，繼電器控制很容易出現故障和不足，而在PLC智能自動控制技術不斷進步的背景下，繼電器控制的運用漸漸被取代，PLC技術獲得了更廣闊的市場發展空間。利用PLC技術所打造的機電控制體系，可以對可編程序中的存儲器進行全面運用，達到內部存儲、邏輯計算、順序控制等目的，借助數字模擬量的輸入輸出，對機械運轉進行高效控制。PLC控制系統示意圖如圖1所示。

圖1 PLC 控制系統
2、基于PLC工業控制系統關鍵技術
2.1PLC程序設計
PLC程序設計工業生產控制中整條生產線的活動和運行的一個操作和處理的界塊，主要的內容涉及方面很多，主要體現在數據采集、計算、理解和處理以及對生產線工作的順序的控制。PLC的內部核心是中央處理單元，現在多數人稱之為CPU。PLC程序設計包括了中央處理單元的所有運行，同時還包括存儲器的部分運用。
2.2PLC程序設計的原則
PLC程序的設計原則主要有四條，一是科學，在進行PLC程序設計的過程中，對于PLC控制系統所要控制的對象要做到在科學合理的設計情況下最大化的滿足對象的需求。所以在PLC程序設計前，要詳細了解機械設備、電氣設備，并研究相關的資料，從而能夠設計出最優化的控制系統。二是經濟，控制成本一直都是工業所貫穿的主體，PLC程序的設計當然要滿足這個原則，讓整個系統能夠節約生產的成本，提高生產的質量和產量，進而提升企業的效益。三是安全，安全是重中之重，如果PLC控制系統出現安全事故，所受到影響的是一整條工作產線。四是適用和普及，PLC控制系統，必須要與時俱進，根據用戶的需求和社會的發展進行改進和完善，這也是PLC設計中的必備原則。
2.3PLC的控制模式
PLC的控制模式經過多年的發展已經趨于穩定，分為自動、手動、半自動這三種控制模式，能夠滿足在所有情況下的使用。PLC的自動控制模式主要是在工業生產線需要進行自動生產是，PLC程序就會切換到自動生產的模式，這個模式是通過遠程的控制程序進行的，主要是主控PC。
手動模式多半是用在工業生產的生產線進行維修、調試的情況下，PLC會切換手動模式，通過界面顯示器控制。半自動模式主要是生產線需要一直維持在調試或者維修的狀態下，PLC會自動切換半自動模式，不影響生產線的工作以及調試。
2.4主控PC程序的設計
主控PC是整個PLC控制系統非常重要的一個環節，主控PC是有效連接PLC控制系統、界面和動畫PC的有效連接方式。主控PC的設計程序主要包括PLC通訊模塊和PC通訊模塊，還包括重要的數據庫模塊。它主要的程序設計思路是，在考慮到整個PLC控制系統的繁雜運作，通過明確職責、劃分功能來提高整個系統的效率，這種情況下，也就有了主控PC的程序設計。主控PC的設計是能夠將程序的模塊進行重新的規劃，使其處于一種獨立的狀態，各模塊有緊密相連，大大加快了PLC的運行效率。
2.5界面與動畫PC的設計
人們對PLC系統發布指令和操作的平臺就是界面，也就是說界面是整個生產線控制系統的直觀體現。動畫PC的設計就是對整個生產線的運行狀態進而運行進行模擬，以動畫的形式播放在界面上。同理，人們也可以通過界面接收到實際的生產信息，并且利用界面進行程序的操作。
3、PLC控制技術在汽車工業生產中的應用
關于汽車電子信息產品的市場，一直處于上升趨勢，并且由于車載網絡系統、車載遠程信息處理系統的發展和完善，我國在的汽車電子也發展迅猛。汽車電子特點也就越來越多。PLC控制技術在汽車工業的生產中也越來越廣泛。
3.1PLC控制技術作為機電技術、網絡系統、監控系統和信息處理統融合的高新技術，整個汽車電子業有著高新技術的發展，不斷進行發展和創新，電動公交汽車以及豐富多樣的車載電子系統就是很典型的例子。
3.2智能化和節能化
由于國家對資源的使用采取可持續發展的戰略，對汽車電子信心技術要求的愈發嚴格，在能源、排放上更是施加了一條條規定，而且隨著技術的發展，對汽車電力技術的發展起到了極大的推進作用。汽車內部的各項零件和系統也趨向于智能化發展，并且已經開發普及使用的電動汽車和新型一百公里僅耗油一升的節能汽車也陸續研發并使用，汽車電子技術讓汽車子智能和節能化方面走的更遠。
3.3汽車微處理器增加，零件變小
在整個汽車的部件中，尤其是公交汽車這種大型汽車，內部的微處理器越來越多，并且采取LIN、CAN的網路化控制，簡單快捷并且不占太多的空間。如今汽車電子的造價已經占據一輛汽車總造價的三分之一。IC的功能也更加完善。同樣為了汽車電子的多樣化發展，汽車供電系統也要增加相應的供電量。
3.4完善電控系統，提高動力效率
目前地面上的汽車生產廠商在發動機的生產中都采用了電子技術，電動汽車幾乎所有的控制系統都有電子技術的存在，并且電子技術的應用正在普及和提高。對于新興的電子技術也在加緊研制，包括電控高壓共軌柴油機和充氣壓染發動機等，都有電子技術的身影。
3.5線控技術
由于汽車電子技術的發展迅猛，線控技術已經不是可望而不可即的存在，如果線控技術替代機械系統，那么汽車的地盤變化超出想象，變形或許不是奢望。
3.6智能網絡
綜合性的技術控制勢必是汽車電子的發展目標，集動力系統、車身控制、照明設備和自動導航于一身的電子技術都廣泛應用汽車上，實現了汽車的智能化駕駛。此外全電力和數據網絡將在汽車發展中變得至關重要。尤其是電動汽車和電動公共汽車，它的計算網絡和操作系統有要具備新型能源管理網絡，來滿足汽車較高的安全和可靠性，但是由于線控轉向等有需要冗余系統設計，而要冗余系統設復雜多樣，需要進一步突破。
4、PLC控制技術在內燃機中的應用
基于PLC的內燃機車邏輯控制系統在設計方面，借助模塊化設計的方法，加大對先進電氣設備的運用，依靠軟硬件技術達到良好的控制效果。PLC技術在控制過程中，具有獨立、兼容、精度高、編程簡單的優勢。通過科學設計，可以為內燃機車的穩定高效運行提供支持，切避免了對主電路、勵磁電路、輔助電路等的過度干擾。在對控制信號進行設計時，要注意防止對PLC模擬信號的限制，可利用WJT來對控制線加以優化，這是一種可以增加模擬量、減少PLC輸入接點、精簡系統結構的方法。如果配合電控接觸器，在優化后輸入接點僅為31個，因此這種系統構造是極為簡潔、高效的，且其成本較低、運行效率極高，適合大范圍推廣。
5、PLC控制技術的發展展望
PLC技術在汽車生產中的運用，除了前文所述的案例外，還有抽風系統、壓風系統等方面。而在社會不斷進步的過程中，汽車工業生產也會受到越來越多的關注，其生產效率和質量將面臨更高的要求。所以各種發展還并未達到更高標準如生產系統、提升系統以及電機車運輸系統等都會逐漸實現通過不同設備以及系統的遠程操控的操作模式，以減少勞動力的分配和運作。而PLC技術還可以在很多方面實現遠程操作控制，因此，在此后很長一段時間內的汽車生產中，我國還會對PLC技術進行更深入地應用，以使其安全高效的可持續發展成為可能。
6、結語
綜上所述，加強對PLC控制技術在汽車工業生產中的應用問題的探討，意義重大。相關工作人員需要明確PLC技術的概念以及PLC控制技術的應用優勢———包括運動控制、邏輯控制、數據處理等；同時把握PLC控制技術在汽車生產中的應用要點，對PLC控制技術的未來發展趨勢加以研究。