PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的運(yùn)用淺析

摘要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，包括機(jī)電一體在內(nèi)的新技術(shù)、新工藝不斷被應(yīng)用到生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)中，有效的提高了勞動(dòng)效率、提升了產(chǎn)品質(zhì)量，并在安全生產(chǎn)中發(fā)揮著非常重要的作用。特別是PLC技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中后，更是提高了企業(yè)的生產(chǎn)力水平。本文將對(duì)PLC與機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行探討，以促進(jìn)我國(guó)生產(chǎn)制造行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：PLC;機(jī)電一體化;應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，使得不同技術(shù)、不同學(xué)科之間相互促進(jìn)，相互融合，對(duì)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與生產(chǎn)力水平的提高起著巨大的推動(dòng)作用。PLC技術(shù)的出現(xiàn)，推動(dòng)了機(jī)電一體化的發(fā)展，帶動(dòng)了生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品功能、生產(chǎn)方式、管理體系等多方面的變革，使機(jī)電一體化生產(chǎn)發(fā)生了天翻地覆的變化。

1.PLC概述

1.1PLC的定義

PLC是一種電子裝置，它是專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計(jì)的，它采用可以編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部?jī)?chǔ)存執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等操作指令，并能通過(guò)數(shù)字式或者模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機(jī)械生產(chǎn)、生產(chǎn)過(guò)程。

1.2PLC的構(gòu)成

PLC的基本組成包括中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（系統(tǒng)程序儲(chǔ)存器、用戶程序儲(chǔ)存器、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器）、接口（輸入接口、輸出接口、外部設(shè)備接口擴(kuò)展接口等其他接口）、外部設(shè)備編程器、電源模塊。不同的組成部分具有自己的特點(diǎn)，在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)揮著重要的作用。

1.3PLC的功能

在實(shí)際運(yùn)用中，PLC的功能包括以下幾個(gè)方面：（1）順序控制。PLC在順序控制領(lǐng)域的應(yīng)用范圍最廣，它改變了傳統(tǒng)的繼電器順序控制，提高了生產(chǎn)效率，擴(kuò)大了經(jīng)濟(jì)利益。（2）程序控制。（3）通信聯(lián)網(wǎng)。（4）數(shù)據(jù)處理。PLC能構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理以控制生產(chǎn)過(guò)程。（5）顯示打印。PLC與顯示終端和打印等外圍設(shè)備連接時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)顯示打印的功能。由于具有這些功能，PLC滿足了機(jī)電一體化的需要，在實(shí)際運(yùn)用中具有重要的作用。

2.機(jī)電一體化概述

2.1機(jī)電一體化的概念

機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)動(dòng)力功能、信息處理功能、主功能、控制功能等基礎(chǔ)上引入電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝置、電子化設(shè)計(jì)、軟件組合有機(jī)統(tǒng)一的總稱。

2.2機(jī)電一體化的特征

機(jī)電一體化的出現(xiàn)是技術(shù)發(fā)展和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的結(jié)果，它將信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)等綜合在一起，具有質(zhì)量高、性能優(yōu)、節(jié)能環(huán)保等多方面特征，滿足了機(jī)械制造的實(shí)際需要，在具體應(yīng)用中所發(fā)揮的作用越來(lái)越大。

2.3機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電一體化技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。它指的是在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)電一體化已經(jīng)成為了一門有著自身體系的新型學(xué)科，它不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其他新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合，而是上述技術(shù)的有機(jī)融合。同時(shí)，這也是機(jī)電一體化和機(jī)械電氣化的根本區(qū)別。

隨著技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)，機(jī)電一體化技術(shù)呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢(shì)，概括為以下幾個(gè)方面：

（1）系統(tǒng)化。其一個(gè)特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)，另一個(gè)特點(diǎn)是系統(tǒng)更加靈活，能夠進(jìn)行任意的裁剪與重組，結(jié)構(gòu)更加開(kāi)放和模塊化。

（2）自律分配系統(tǒng)化。未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品既能明顯增強(qiáng)系統(tǒng)適應(yīng)能力，又不會(huì)因?yàn)槟骋蛔酉到y(tǒng)出現(xiàn)故障而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成影響。

（3）人工智能化?！爸悄芑笔侵笝C(jī)器行為，指在控制理論的基礎(chǔ)上，加入例如運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)、力學(xué)、人工智能等新方法使它具有判斷推理、邏輯思維能力。

（4）綠色化。產(chǎn)品更加環(huán)保是世界發(fā)展趨勢(shì)。

（5）全息系統(tǒng)化。這個(gè)趨勢(shì)是指產(chǎn)品的智能化越來(lái)越高，系統(tǒng)層次由簡(jiǎn)單的“自上而下、自左而右”演變?yōu)閺?fù)雜的雙向甚至多項(xiàng)聯(lián)系。

（6）微型機(jī)電化。微機(jī)電一體化的產(chǎn)品加工采用超精密技術(shù)（包括光刻技術(shù)、蝕刻技術(shù)），其產(chǎn)品的特點(diǎn)是體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活等，尤其適用于生物醫(yī)療、軍事、信息等領(lǐng)域，具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

這些特征的出現(xiàn)不僅有利于提高機(jī)電一體化的性能，還能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低對(duì)周圍環(huán)境影響，在實(shí)際運(yùn)用中能夠取得更好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)效益。

3 PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的運(yùn)用

3.1在運(yùn)動(dòng)控制中的運(yùn)用

在實(shí)際工作中，利用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的有效控制，在生產(chǎn)和控制中，采用的是專用運(yùn)動(dòng)控制模塊，既能夠提高運(yùn)動(dòng)的精準(zhǔn)度，還能夠方便操作。在生產(chǎn)過(guò)程中，幾乎所有的生產(chǎn)商所生產(chǎn)的PLC具有運(yùn)動(dòng)控制功能。在機(jī)械設(shè)備控制中，PLC的運(yùn)動(dòng)控制功能也得到了較為普遍的運(yùn)用，比較常用的機(jī)械設(shè)備包括以下類型：金屬切削機(jī)床、成型機(jī)械、機(jī)器人、電梯等等。同時(shí)，由于PLC具有自身顯著的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，其穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等，滿足了控制工作的需要，并且有著廣闊的發(fā)展空間。

3.2在過(guò)程控制中的運(yùn)用

在整個(gè)過(guò)程控制中，模擬量是不可缺少的重要指標(biāo)，模擬量包括電壓、電流、壓力、溫度等，這些量是處在不斷變化過(guò)程中的。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程量的有效控制，采用PLC技術(shù)，以相關(guān)模擬量、當(dāng)前值、歷史值為主要依據(jù)，生成所需要的開(kāi)關(guān)量或模擬量輸出，從而促進(jìn)系統(tǒng)更好的運(yùn)行和工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化生產(chǎn)過(guò)程的有效控制。

3.3在數(shù)據(jù)處理中的運(yùn)用

技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)，使得PLC的功能不斷豐富，性能不斷完善，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)一系列的運(yùn)算，包括矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算等，在進(jìn)行這些運(yùn)算的過(guò)程中，能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和交換，進(jìn)行查表、排序、進(jìn)位等各項(xiàng)操作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集、分析和處理。對(duì)所收集的數(shù)據(jù)可以將其與保存在存儲(chǔ)器的參考值進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理等操作。同時(shí)利用通信功能可以向特定的智能裝置傳輸數(shù)據(jù)，或者將這些數(shù)據(jù)制成相應(yīng)的表格，并將其打印出來(lái)，方便閱讀和分析。

3.4在通信網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用

PLC通信包括PLC相互之間的通信以及PLC與其它智能設(shè)備之間的通信，這也是在具體應(yīng)用中所不可忽視的一項(xiàng)重要工作。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)也取得了不斷的進(jìn)步，PLC的通信功能越來(lái)越受到生產(chǎn)廠家的重視，并根據(jù)具體工作的需要，對(duì)其進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善，相繼研發(fā)出專屬網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前，最新生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，能夠很好的實(shí)現(xiàn)通信功能，便利了相互之間的交流。

3.5開(kāi)關(guān)量邏輯控制運(yùn)用

該領(lǐng)域是PLC應(yīng)用十分廣泛的領(lǐng)域，利用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸帶、沖床、機(jī)床電氣、注塑機(jī)、包裝設(shè)備等的邏輯控制。同時(shí)在化工領(lǐng)域的電磁閥控制、冶金工業(yè)高爐上料系統(tǒng)、電鍍生產(chǎn)線控制等也有著廣泛的應(yīng)用。同時(shí)在CN C機(jī)床中可以引入PLC，能夠更好的完成邏輯處理任務(wù)，不僅能夠提升數(shù)據(jù)處理的效果，還能夠更好的體現(xiàn)其圖像處理功能。同時(shí)，PLC能夠?qū)?shù)據(jù)系統(tǒng)微處理器和機(jī)床強(qiáng)電控制有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，從而達(dá)到更好的處理效果。由于具備這些功能，在數(shù)控機(jī)床改進(jìn)方面，通過(guò)合理利用PLC技術(shù)，能夠取得更好的效果，提升機(jī)床的性能。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，PLC適應(yīng)了機(jī)電一體化生產(chǎn)的需要，在具體運(yùn)用中具有重要的作用，有利于推動(dòng)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。今后在實(shí)際工作中，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)PLC的研究工作，采取有效的措施，推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，并更新生產(chǎn)模式，提高機(jī)械設(shè)備制造技術(shù)，促進(jìn)PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)得到有效的運(yùn)用，進(jìn)而推動(dòng)機(jī)械制造工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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