PLC在智能機(jī)械控制上的應(yīng)用與關(guān)鍵技術(shù)分析

左橫

摘要：隨著我國(guó)科技水平的快速提升，社會(huì)經(jīng)濟(jì)趨于知識(shí)型發(fā)展，各種先進(jìn)信息技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用，智能制造成為新時(shí)期的重要發(fā)展趨勢(shì)。新型工業(yè)時(shí)代悄然到來(lái)，為使我國(guó)從制造大國(guó)轉(zhuǎn)為制造強(qiáng)國(guó)，需提高對(duì)智能機(jī)械的重視和有效應(yīng)用。此外，需加強(qiáng)PLC在該領(lǐng)域的深入研究，促進(jìn)智能機(jī)械不斷進(jìn)步和發(fā)展，保證我國(guó)在世界大市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳步。

關(guān)鍵詞：PLC；智能機(jī)械；控制；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，促使各個(gè)行業(yè)逐漸朝著智能化和科技化、現(xiàn)代化的發(fā)展。智能機(jī)械在現(xiàn)代企業(yè)中逐漸找到了自己的定位，同時(shí)在發(fā)展過(guò)程中，能夠產(chǎn)生出良好的應(yīng)用效果，比如在無(wú)人車(chē)間、無(wú)人生產(chǎn)線(xiàn)等，都能夠發(fā)揮出實(shí)質(zhì)性的作用和價(jià)值。另外，在針對(duì)一些特殊的生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行操作時(shí)，比如一些高溫、放射性等場(chǎng)所時(shí)，智能機(jī)械也具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，能夠打破傳統(tǒng)人工操作的局限性。這樣不僅能夠節(jié)省人力資源，而且還能夠盡可能避免由于人為因素而導(dǎo)致的誤差現(xiàn)象，同時(shí)為工作人員的基本人身安全提供保障。

1PLC技術(shù)概述

1.1PLC技術(shù)描述

PLC技術(shù)是可進(jìn)行編程的邏輯控制器，同一般的編輯器不同的是，其是計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的，普通控制器沒(méi)有編程功能，而PLC技術(shù)可以進(jìn)行編程。利用PLC技術(shù)，在設(shè)備存儲(chǔ)器上設(shè)置相應(yīng)的指令，存儲(chǔ)器不僅可以按照指令操作，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械電氣的控制。PLC技術(shù)包括DCS技術(shù)和FCS技術(shù)，其功能和使用范圍都不相同，都有各自獨(dú)特的特點(diǎn)。DOC技術(shù)，主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及信息技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制，屬于集散性控制系統(tǒng)，還能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)站和控制站的連接，對(duì)信息化進(jìn)行管理，達(dá)到信息資源共享的目的。而且DCS技術(shù)還能夠?qū)Νh(huán)節(jié)進(jìn)行控制，調(diào)動(dòng)各個(gè)模塊，減輕設(shè)備壓力，提升整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的順暢度。FCS控制系統(tǒng)，針對(duì)的是整體控制，依靠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)各個(gè)連接點(diǎn)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和系統(tǒng)的自動(dòng)化連接，實(shí)現(xiàn)機(jī)械電氣的遠(yuǎn)程操控，極大的提高工作效率，也實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械電氣的整體控制。FCS技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在機(jī)械電氣控制中和工業(yè)生產(chǎn)的其他環(huán)節(jié)，具有良好的使用效果。

1.2PLC技術(shù)特點(diǎn)

PLC技術(shù)有機(jī)電一體化的特點(diǎn)，能夠簡(jiǎn)化機(jī)電設(shè)備的工作程序，提高設(shè)備的安裝效率，而且PLC技術(shù)的編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué)，極大的提高控制效率幫助工業(yè)生產(chǎn)。PLC技術(shù)還有非常強(qiáng)的抗干擾能力。傳統(tǒng)的機(jī)械電氣控制裝置，使用的時(shí)候經(jīng)常會(huì)受到信號(hào)干擾或者電源的干擾，影響設(shè)備的使用，導(dǎo)致設(shè)備損壞，影響生產(chǎn)。PLC控制系統(tǒng)因內(nèi)部裝備了隔離模塊，能夠有效的過(guò)濾干擾信號(hào)，降低對(duì)干擾設(shè)備的影響，有效的提升了機(jī)電設(shè)備抵抗干擾的能力。而且PLC技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)，傳統(tǒng)的機(jī)械控制裝置，不僅裝置種類(lèi)多，而且裝置的功能單一，不全面，具有局促性。PLC技術(shù)兼容性強(qiáng)，能夠在不同類(lèi)型的電氣系統(tǒng)中使用，有很高的使用價(jià)值以及市場(chǎng)前景。而且PLC技術(shù)擁有自我檢測(cè)功能，能夠?qū)ρb置檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題會(huì)自動(dòng)報(bào)警，工作人員接收到警報(bào)后，能夠立即采取相關(guān)的措施，解決相關(guān)問(wèn)題，不僅效率高還能確保工作進(jìn)度不會(huì)受到影響。

2PLC在智能機(jī)械控制上的應(yīng)用與關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

2.1智能機(jī)械手臂控制的分析

PLC在智能機(jī)械控制中的有效運(yùn)用，比較有代表性的是智能機(jī)械手臂。通過(guò)系統(tǒng)性的分析和探究，智能機(jī)械手臂的實(shí)際運(yùn)行情況如圖1所示。通電后，檢測(cè)裝置馬上執(zhí)行到位，并啟動(dòng)檢測(cè)功能，然后按照具體的檢測(cè)結(jié)果發(fā)送相應(yīng)的指示信號(hào)，并傳輸信號(hào)至PLC控制系統(tǒng)，然后系統(tǒng)結(jié)合信號(hào)指示機(jī)械下降。當(dāng)下降到相應(yīng)位置時(shí)，PLC接受指示命令，機(jī)械終止操作，然后按照“抓緊”指示完成工件抓緊等一系列操作。完成上述過(guò)程后，PLC控制系統(tǒng)啟動(dòng)上升指示，到達(dá)規(guī)定位置后，系統(tǒng)終止運(yùn)行并下達(dá)放松指示。在確定工件到達(dá)制定位置后，繼續(xù)執(zhí)行上述一系列指示要求，從而實(shí)現(xiàn)作業(yè)的有效循環(huán)。

以智能機(jī)械手臂為例，系統(tǒng)分析各部分組成結(jié)構(gòu)，同時(shí)探討PLC在其中的應(yīng)用和關(guān)鍵技術(shù)。

（1）主控系統(tǒng)

分析智能機(jī)械手臂，它的最關(guān)鍵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是主控系統(tǒng)，也是PLC的核心。通過(guò)科學(xué)運(yùn)用該系統(tǒng)內(nèi)部的可編程存儲(chǔ)裝置，可有效存儲(chǔ)相關(guān)編輯程序，同時(shí)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算和順序操控等一系列功能。此外，該系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置了程序處理模塊，可按照控制編程的具體規(guī)定和要求完成機(jī)械動(dòng)作的有效管控，同時(shí)分析和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)故障，最終通過(guò)CPU的支持，確保系統(tǒng)具有良好的可控性。

（2）電氣系統(tǒng)

在PLC控制系統(tǒng)中，電氣系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)管理和控制電氣設(shè)備，包括I/O設(shè)備、繼電器等，可有效保障系統(tǒng)的順利運(yùn)行。應(yīng)用電氣系統(tǒng)時(shí)，需有效配置繼電器控制和電氣設(shè)備檢測(cè)等相關(guān)技術(shù)，更好地檢測(cè)和監(jiān)控不同信號(hào)，保障信號(hào)的順利輸入、輸出。

（3）機(jī)械系統(tǒng)

該系統(tǒng)的主要功能是機(jī)械控制中為各種指令的執(zhí)行提供載體支持，包括機(jī)械手、臂、身及腕等組成部分。通過(guò)配合DC技術(shù)和相關(guān)軟件，實(shí)現(xiàn)向上、下、左、右操作和機(jī)械手的放松、收緊等各項(xiàng)功能。在科學(xué)化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)中，可及時(shí)更新和快速傳輸信息數(shù)據(jù)，保障系統(tǒng)控制的良好穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，在一定程度上簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，促使操作過(guò)程更便捷、高效。

2.2PLC技術(shù)在電氣安全監(jiān)測(cè)控制裝置中的應(yīng)用

PLC技術(shù)運(yùn)用到電氣控制裝置中，通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制，PLC將監(jiān)控的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)娇刂浦行?，由控制中心?duì)接收的數(shù)據(jù)分析、處理，并對(duì)電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)電氣設(shè)備的運(yùn)行情況，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理的調(diào)度管理。而且PLC技術(shù)能夠?qū)⒈O(jiān)控畫(huà)面即時(shí)顯示在監(jiān)控系統(tǒng)的屏幕上，對(duì)電氣設(shè)備的工作運(yùn)行情況進(jìn)行智能化分析，讓電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)始終處于最佳情況，降低電氣設(shè)備故障出現(xiàn)的概率。舉個(gè)膠帶輸送機(jī)的案例，膠帶輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，依靠的是PLC技術(shù)的智能化控制，對(duì)運(yùn)輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)即時(shí)控制，確保河沙運(yùn)輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性，提高河沙的運(yùn)輸效率。而且，將技術(shù)應(yīng)用到電氣安全監(jiān)測(cè)控制裝置當(dāng)中，一旦運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，運(yùn)輸系統(tǒng)能夠馬上做出相應(yīng)的反應(yīng)，提高了解決問(wèn)題的效率。

2.3通信網(wǎng)絡(luò)與接地設(shè)計(jì)

對(duì)于PLC控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，通信網(wǎng)絡(luò)和接地設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。通信網(wǎng)絡(luò)控制著各個(gè)系統(tǒng)的通信工作，聯(lián)通著各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)模塊進(jìn)行統(tǒng)一科學(xué)的管理，能夠保證各個(gè)系統(tǒng)工作的效率，進(jìn)而完成通過(guò)PLC系統(tǒng)管理整個(gè)設(shè)備。而PLC控制系統(tǒng)的接地設(shè)計(jì)，不僅能夠提升系統(tǒng)的安全性能，還提高了系統(tǒng)抵抗干擾的能力。工作人員在設(shè)計(jì)接地的過(guò)程中，要科學(xué)合理的分析，根據(jù)現(xiàn)實(shí)條件，合理的設(shè)計(jì)接地路線(xiàn)，避免不合理的接地設(shè)計(jì)影響到系統(tǒng)的運(yùn)行。

2.4PLC技術(shù)在空氣壓縮機(jī)中的應(yīng)用

空氣壓縮機(jī)通常采用的機(jī)械裝置是單片機(jī)電氣控制裝置，單片機(jī)的性能不穩(wěn)定，經(jīng)常會(huì)影響到機(jī)械功能的控制使用，而且單片機(jī)的控制不全面，存在許多的缺陷。在處理空氣壓縮機(jī)機(jī)械裝置的時(shí)候，將PLC技術(shù)運(yùn)用到系統(tǒng)設(shè)計(jì)總，通過(guò)管理控制，能夠有效的提升技術(shù)應(yīng)用效率。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，PLC在智能機(jī)械控制中的實(shí)際應(yīng)用可以與一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合。這樣不僅能夠利用模塊化的設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC程序的設(shè)計(jì)，而且還能夠最大限度保證滿(mǎn)足現(xiàn)階段智能機(jī)械控制系統(tǒng)的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]孫納新，程慧.基于Java和PLC技術(shù)的新型智能藥箱的研制[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2017，38（03）：6-10.

[2]李明.集散控制系統(tǒng)在樓宇中央空調(diào)中的應(yīng)用研究[D].湖南大學(xué)，2015.

[3]姚然.基于PLC模糊控制的小型花卉玻璃溫室溫度控制[D].昆明理工大學(xué)，2015.

[4]李波.單臺(tái)電梯PLC控制到電梯群控系統(tǒng)的研究[D].青島科技大學(xué)，2014.