試論PLC在機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

魏杰 楊銳杰 周柏宏 何勁松 李正凱

摘 要：PLC又稱為可編程邏輯控制器，主要用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器來對機電一體化生產(chǎn)進行虛擬控制，由于其運行速度快、編程工作簡單等優(yōu)點，得到了機電生產(chǎn)工作的廣泛應(yīng)用。然而，世界上沒有一個事物是能一成不變的，為了適應(yīng)時代的變化、發(fā)展的要求，生產(chǎn)制造行業(yè)也要對機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)和PLC技術(shù)進行不斷地探索、創(chuàng)新。本文主要從PLC的含義及其工作原理出發(fā)，嘗試探索PLC在機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中可行的應(yīng)用，希望能給相關(guān)人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：PLC；機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)；應(yīng)用措施

十九大之后，各行各業(yè)加快了社會主義現(xiàn)代化建設(shè)進程。為了應(yīng)對機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)代化的發(fā)展需要，相關(guān)部門不斷進行科學(xué)研究，將計算機信息技術(shù)與PLC相結(jié)合，更新機電生產(chǎn)設(shè)備。PLC技術(shù)的應(yīng)用，簡化了過去繼電器邏輯控制的工程，優(yōu)化了機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)，節(jié)約了生產(chǎn)成本，保證了生產(chǎn)工作的安全、穩(wěn)定。因此，我們更應(yīng)該在此基礎(chǔ)上不斷探索，探討PLC在整個系統(tǒng)中更多可行的應(yīng)用舉措，促進機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)的完善，保障生產(chǎn)發(fā)展。

1、PLC含義及其工作原理

1.1PLC含義

PLC，就是一個電子控制器，通過獨立的控制系統(tǒng)和CPU、輸入和輸出接口，進行生產(chǎn)系統(tǒng)的控制。工作人員通過編好的程序可以采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。同時，在PLC的程序編制中，對程序的形式?jīng)]有嚴格的要求，可接受梯形圖程序，這樣不僅可以擴大控制范圍，減少復(fù)雜程序，還可以創(chuàng)新過去的接線方法，節(jié)約了技術(shù)成本，使機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的虛擬控制更加科學(xué)、高效。而且PLC的適應(yīng)能力強，存儲空間大，還具有云存儲功能，能適用各種范圍、各行各業(yè)的機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)。在開關(guān)量和模擬量控制、生產(chǎn)過程控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等系統(tǒng)中都可以靈活應(yīng)用。

1.2工作原理和運行模式

PLC的工作原理非常簡單，主要通過自身設(shè)備進行數(shù)據(jù)的輸入，根據(jù)編入的程序自主進行內(nèi)部數(shù)據(jù)更新，再將更新后的數(shù)據(jù)重新輸出來實現(xiàn)對機電的編程控制。PLC有自己的運行模式，根據(jù)編程人員的程序設(shè)定進行工作，循環(huán)往復(fù)，執(zhí)行指令。其正常運行的模式一般是：輸入編程——運行程序——采集數(shù)據(jù)——輸出數(shù)據(jù)——分析數(shù)據(jù)——處理數(shù)據(jù)——更新數(shù)據(jù)——再次運行程序——輸出更新數(shù)據(jù)等等，通過一個良性循環(huán)的運行模式來實現(xiàn)機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)的虛擬控制。PLC的內(nèi)存存儲空間大，足夠生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)的不斷輸入、更新、輸出，通過中央控制器和獨立的輸入、輸出接口完成工作的運行。如果出現(xiàn)問題，影響正常生產(chǎn)，工作人員也不需要逐個模塊、逐條線路地進行檢修，更換線路，只需要修改存儲器中的終端程序，將錯誤語句替換成正確語句，就會得到新的正確數(shù)據(jù)，并自動刪除錯誤數(shù)據(jù)，使生產(chǎn)系統(tǒng)恢復(fù)正常，這充分體現(xiàn)了PLC工作模式中的靈活性。

2、可行應(yīng)用探討

2.1開關(guān)量的控制應(yīng)用

在實際的PLC在機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用中，在開關(guān)量的控制應(yīng)用最為廣泛。當(dāng)傳統(tǒng)的繼電器進行虛擬控制的系統(tǒng)出現(xiàn)故障需要整體拆除后，我們就完全可以用 PLC進行替代，實現(xiàn)對機械設(shè)備開關(guān)量的編程控制，實現(xiàn)生產(chǎn)的科學(xué)管理。目前化工領(lǐng)域和鋼鐵冶煉、汽車制造等行業(yè)，都廣泛應(yīng)用計算機數(shù)字控制機床系統(tǒng)（以下簡稱為CNC），將PLC應(yīng)用到CNC中，就可以借助先進靈活的控制技術(shù)更好地進行數(shù)據(jù)處理、生產(chǎn)加工。說的再淺顯一些，PLC就是連接生產(chǎn)系統(tǒng)和CNC電控開關(guān)的紐帶，通過計算機編程保證生產(chǎn)系統(tǒng)的安全、高效。

2.2生產(chǎn)運動的控制應(yīng)用

PLC在機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中最直接的應(yīng)用就是生產(chǎn)運動的控制應(yīng)用。生產(chǎn)運動的模式有兩種，一種是直線運動，還有一種是圓周運動。 能夠完成對直線運動、圓周運動的高效控制和管理。過去，主要通過控制模塊之間的傳感器實現(xiàn)生產(chǎn)過程中運動的控制，具有控制速度慢、可靠性低的缺點，因此本身具備生產(chǎn)運動特定控制模塊的PLC技術(shù)就得到了機械工作中的廣泛應(yīng)用。正因為PLC的生產(chǎn)運動控制技術(shù)成熟，所以機械的生產(chǎn)效率得到了提高，使生產(chǎn)工作更加穩(wěn)定。

2.3生產(chǎn)過程的自動控制應(yīng)用

一般來講，要想實現(xiàn)生產(chǎn)過程的科學(xué)、有效控制，保證產(chǎn)品質(zhì)量，就要認真觀察、分析產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，特別是產(chǎn)品的模擬量數(shù)據(jù)。但實際的生產(chǎn)過程中，模擬量的變動性很大，特別是電壓、溫度等數(shù)據(jù)指標(biāo)不易穩(wěn)定，容易發(fā)生變化，給相關(guān)工作人員的工作帶來了一定的困難。PLC技術(shù)就能在存儲器中進行模擬數(shù)據(jù)變化量的編程，輸入生產(chǎn)所需的模擬量，規(guī)劃模擬數(shù)據(jù)的正常浮動，一旦模擬量的數(shù)據(jù)變動超出了正常的范圍，設(shè)備就會自動啟動警報系統(tǒng)，提醒工作人員。并且在總程序設(shè)定的計算機上還可以清楚地看到異常的數(shù)據(jù)，方便人員進行數(shù)據(jù)修改，恢復(fù)正常生產(chǎn)。這種技術(shù)應(yīng)用能夠完成生產(chǎn)過程的自動控制，減少工作人員的工作量，保證產(chǎn)品正常、高質(zhì)地生產(chǎn)。

2.4數(shù)據(jù)的有效處理應(yīng)用

PLC的最主要優(yōu)勢不是生產(chǎn)過程、開關(guān)控制和運動控制中的應(yīng)用，而是它強大的存儲空間和數(shù)據(jù)處理功能。因為存儲空間大，我們不僅可以存儲當(dāng)前的數(shù)據(jù)，過去輸入的數(shù)據(jù)也不會因為存儲空間不足而被刪除，這就方便技術(shù)人員進行參數(shù)對比，為今后的生產(chǎn)工作提供重要的參考依據(jù)，這種優(yōu)勢在衛(wèi)生用紙、金屬加工等柔性產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)中得到了很好的體現(xiàn)。因為科技的不斷發(fā)展，PLC技術(shù)也不斷進行更新、完善，它的數(shù)據(jù)處理功能越來越強大，可以進行的運算也越來越多，只要是數(shù)學(xué)運算，無論是復(fù)雜的邏輯運算還是高難度的函數(shù)運算，它都可以進行高效的處理，甚至還可以向特定的計算機、打印機進行數(shù)據(jù)傳輸，進行數(shù)據(jù)打印，方便統(tǒng)計人員的表格制作工作。

2.5網(wǎng)絡(luò)通信的控制應(yīng)用

世界在經(jīng)歷了第三次科技革命后，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運而生，對機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息的共享工作提出了更高的要求。計算機電子信息技術(shù)的主要優(yōu)勢就是進行網(wǎng)絡(luò)通信，在現(xiàn)在的生產(chǎn)系統(tǒng)工作中，我們更不能忽視PLC在網(wǎng)絡(luò)通信中的控制應(yīng)用。工作人員要通過PLC的技術(shù)和設(shè)備建立設(shè)備與設(shè)備之前、工作人員與設(shè)備之間的聯(lián)系，使所有的網(wǎng)絡(luò)信息都能通過它來實現(xiàn)共享互換，最終實現(xiàn)科學(xué)的生產(chǎn)管理控制。不少企業(yè)也通過PLC建立不同企業(yè)之間的網(wǎng)絡(luò)通信方式，通過智能設(shè)備和先進的PLC技術(shù)來建設(shè)特定的機電一體化生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提高自身企業(yè)的核心競爭力，以促進企業(yè)更好地發(fā)展。

結(jié)束語：

綜上所述，經(jīng)濟的快速發(fā)展為我國的機械制造業(yè)帶來了不少的發(fā)展機遇，同時也為機械系統(tǒng)中的各種行業(yè)帶來了激烈的市場競爭。機械制造業(yè)要想在競爭的長河中穩(wěn)定發(fā)展，就要抓住機遇，勇對挑戰(zhàn)，適應(yīng)時代的變化，創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)，在生產(chǎn)的源頭做好先進技術(shù)和設(shè)備的引進工作，促進PLC技術(shù)在生產(chǎn)運動、生產(chǎn)過程、數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)通信方面的應(yīng)用，不斷做好機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)的完善工作。只有這樣，才能保障產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，形成企業(yè)的核心競爭力，帶動企業(yè)乃至整個機械制造業(yè)的創(chuàng)新、進步。

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作者簡介：

魏杰（1998），男，漢，中國，雅安，職業(yè)技術(shù)學(xué)院，學(xué)生.