PLC在機(jī)電一體化技術(shù)中的應(yīng)用研究

常曙光

摘 要：作為一種先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)方式，PLC控制技術(shù)本身具有邏輯，可以有效地應(yīng)用于機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中。同時(shí)PLC技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用，不僅有效地減少了系統(tǒng)運(yùn)行成本，還可以提高公司的生產(chǎn)效率，使其充分利用自身的經(jīng)濟(jì)效益。因此，應(yīng)加大對(duì)PLC技術(shù)的研究，以實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合，以確保PLC技術(shù)能夠促進(jìn)機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：PLC控制技術(shù);機(jī)電一體化

PLC在控制開(kāi)關(guān)邏輯，數(shù)據(jù)處理，位置控制等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)今的PLC技術(shù)產(chǎn)品正在朝著最大和最小兩個(gè)極端方向發(fā)展。大型產(chǎn)品朝著具有綜合多性能發(fā)展，小型產(chǎn)品正在向模塊化方向發(fā)展。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的角度來(lái)看，PLC產(chǎn)品模塊的比例會(huì)不斷更新，為了滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，激發(fā)了各種新技術(shù)的產(chǎn)生。在中國(guó)制造2025的戰(zhàn)略背景下，機(jī)電一體化技術(shù)將為國(guó)家重要建設(shè)起到至關(guān)作用。PLC技術(shù)將在建設(shè)強(qiáng)大的制造國(guó)和持續(xù)的技術(shù)進(jìn)步中發(fā)揮主導(dǎo)作用。

1機(jī)電一體化與PLC理論摘要

1.1機(jī)電一體化的概念

機(jī)電一體化是一個(gè)新領(lǐng)域，是科學(xué)提高生產(chǎn)力的重要體現(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些新技術(shù)的內(nèi)容得到了豐富，這些技術(shù)的迅速發(fā)明和創(chuàng)造也得以實(shí)現(xiàn)，其中有機(jī)械、電氣的融合大大增強(qiáng)了科學(xué)技術(shù)先進(jìn)性。由于機(jī)電一體化的基礎(chǔ)主要包括控制功能，生產(chǎn)功能等主要功能，因此在此基礎(chǔ)上引入了電子技術(shù)，從而形成了完整的電子，機(jī)械裝置和軟件合成系統(tǒng)概念。然而，當(dāng)機(jī)電一體化技術(shù)首次問(wèn)世時(shí)，它并沒(méi)有引起所有人的注意，并且在融合了新技術(shù)之后，許多先進(jìn)的智能機(jī)器誕生并得到了廣泛的應(yīng)用。到目前為止，機(jī)電一體化已成功地將機(jī)械技術(shù)，微電子技術(shù)，傳感器技術(shù)，信息技術(shù)等有效地結(jié)合在一起，并已應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中以促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展并滿(mǎn)足企業(yè)的要求。

1.2 PLC的概念

PLC是可編程邏輯控制器，它是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)控制連續(xù)設(shè)備的設(shè)備。 PLC由電源，中央處理器，存儲(chǔ)器，輸入單元和輸出單元組成，具有可靠性高，編程簡(jiǎn)單，組態(tài)靈活，安裝方便的特點(diǎn)。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)程序，中央處理單元負(fù)責(zé)處理程序的輸入和輸出。在當(dāng)前的機(jī)電一體化控制中，PLC技術(shù)包括很多范圍的應(yīng)用：一是可以實(shí)現(xiàn)限時(shí)控制，PLC可以提供不同的時(shí)序數(shù)據(jù)，技術(shù)人員可以根據(jù)指令設(shè)置數(shù)據(jù)并優(yōu)化操作，以確保對(duì)機(jī)電一體化的控制過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視;可以實(shí)現(xiàn)條件控制，PLC發(fā)出各種命令來(lái)設(shè)置邏輯操作并控制繼電器的多種連接方式，以增加設(shè)備的工作能力，并確保機(jī)電控制的連續(xù)性。

2機(jī)電一體化中的PLC的應(yīng)用

2.1開(kāi)關(guān)邏輯控制

PLC的開(kāi)關(guān)邏輯控制可以控制沖壓機(jī)等機(jī)電設(shè)備，并可以自動(dòng)控制高風(fēng)險(xiǎn)操作，例如化學(xué)公司的電磁門(mén)控制代替人為操作防止對(duì)人體有害的氣體的侵入和冶金公司的供應(yīng)系統(tǒng)控制。同時(shí)，開(kāi)關(guān)邏輯控制包括PLC和電氣系統(tǒng)同時(shí)控制，應(yīng)用于吸盤(pán)收割機(jī)，操作系統(tǒng)更穩(wěn)定，工作人員可以及時(shí)方便地處理。

2.2過(guò)程控制

可以根據(jù)流量，壓力，電流和其他參數(shù)的變化自動(dòng)過(guò)程控制，這些參數(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān)，人為很難實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，對(duì)于一些需要精確化參數(shù)才能實(shí)現(xiàn)的環(huán)節(jié)，邏輯化過(guò)程控制必不可少。過(guò)程控制是將PLC歷史參數(shù)與當(dāng)前輸入或輸出進(jìn)行比較，并轉(zhuǎn)換模擬值，需要進(jìn)行比較，確定其是否與設(shè)置相匹配，根據(jù)生產(chǎn)需要檢查是否可以自動(dòng)啟動(dòng)或停止生產(chǎn)系統(tǒng)，等待下一個(gè)操作的指令并結(jié)束過(guò)程控制。如流量，壓力及電流等模擬量通常會(huì)不斷變化，通過(guò)PLC技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)控制可以有效地保證生產(chǎn)作業(yè)的順利進(jìn)行。

2.3動(dòng)態(tài)控制

將PLC技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電一體化控制中，可以使用運(yùn)動(dòng)模塊來(lái)完成動(dòng)態(tài)控制并優(yōu)化整個(gè)動(dòng)態(tài)生產(chǎn)過(guò)程。以金屬加工為例，PLC可獨(dú)立判斷有色金屬的形狀，精確地確定加工的位置，并利用進(jìn)刀點(diǎn)進(jìn)行生產(chǎn)工作，從而使金屬加工機(jī)能夠高效，快速地完成加工操作。同時(shí)，PLC具有性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，使其更適合大型企業(yè)使用。將PLC技術(shù)應(yīng)用到混凝土攪拌控制中，控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)控制整個(gè)攪拌過(guò)程，根據(jù)攪拌情況采用動(dòng)態(tài)控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)指令問(wèn)題，并及時(shí)采取糾正措施，減少設(shè)備故障，節(jié)省資源消耗是其他技術(shù)所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)。

2.4數(shù)據(jù)處理

對(duì)于機(jī)電一體化，將PLC技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理是應(yīng)用程序中最重要的部分。在PLC技術(shù)的作用下，機(jī)電預(yù)算工況，計(jì)算功能和其他指令得到充分保證，其他指令的預(yù)算集可以根據(jù)原始生產(chǎn)要求進(jìn)行擴(kuò)展。在應(yīng)用PLC技術(shù)時(shí)，在相關(guān)技術(shù)人員傳送和更改參數(shù)之后，還可以通過(guò)參數(shù)比較和處理功能對(duì)控制進(jìn)行深入的研究。此外，可以基于PLC技術(shù)優(yōu)化相關(guān)參數(shù)。PLC技術(shù)通過(guò)機(jī)電一體化的智能操作，可以在系統(tǒng)命令預(yù)算過(guò)程中統(tǒng)一存儲(chǔ)所有操作參數(shù)，此時(shí)，如果可以獲得系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化命令，則PLC技術(shù)會(huì)將參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比較能夠了解兩組從屬參數(shù)之間的差異將幫助準(zhǔn)確找到并優(yōu)化需要優(yōu)化的參數(shù)。由于PLC技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)特性非常重要，因此PLC技術(shù)可以實(shí)時(shí)完成特殊設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸功能或?qū)崟r(shí)打印參數(shù)以制作參數(shù)表。通常，參數(shù)處理主要用于大型系統(tǒng)的控制，例如冶煉和化工行業(yè)的智能控制。

2.5通訊網(wǎng)絡(luò)處理

PLC技術(shù)的通訊網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大，它以自身的可靠性起著不可替代的作用，并且通過(guò)強(qiáng)大的功能，中央處理器可以與其他設(shè)備無(wú)縫協(xié)作，這為機(jī)電數(shù)據(jù)傳輸?shù)於藞?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化控制技術(shù)的發(fā)展具有相對(duì)清晰的網(wǎng)絡(luò)特征，因此，在機(jī)電一體化的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)中，可以最大限度地顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，而PLC技術(shù)可以完全滿(mǎn)足發(fā)展的要求。例如，一些制造公司在開(kāi)發(fā)先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)之前，會(huì)根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀況提出專(zhuān)門(mén)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，并與可編程邏輯控制器進(jìn)行通信以準(zhǔn)確地傳輸所有參數(shù)，并且可以在機(jī)電一體化控制中快速實(shí)施與發(fā)展通訊網(wǎng)絡(luò)。

2.6運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用

PLC可以有效地控制整個(gè)機(jī)器的運(yùn)行，并且可以用于執(zhí)行某些技術(shù)任務(wù)，例如彎曲，直線(xiàn)和圓周運(yùn)動(dòng)，但是傳統(tǒng)技術(shù)通常使用開(kāi)關(guān)I/O性能并使用傳感器執(zhí)行傳輸。在實(shí)際操作中，有必要分析實(shí)際情況并選擇合適的運(yùn)動(dòng)控制模塊。目前，PLC技術(shù)在運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用已在中國(guó)企業(yè)的機(jī)器生產(chǎn)和操作中得到廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相比，PLC具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具有出色的抗干擾性能和良好的穩(wěn)定性。因此，在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)中，PLC可以應(yīng)用于復(fù)雜工況的機(jī)器設(shè)備中，大大提高了機(jī)械設(shè)備的電氣性能，不斷提高了操作自動(dòng)化水平，不僅提高了機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行安全性能，而且提高了機(jī)械性能。運(yùn)營(yíng)效率最大化。

3評(píng)價(jià)結(jié)論

PLC不僅可以控制模塊結(jié)構(gòu)，而且可以確保綜合管理生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。隨著機(jī)電一體化項(xiàng)目不斷擴(kuò)展，應(yīng)用PLC技術(shù)的重要性變得越來(lái)越突出，PLC技術(shù)不僅具有很高的靈敏度，而且降低了生產(chǎn)系統(tǒng)的抗干擾能力。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子學(xué)的飛速發(fā)展，機(jī)電一體化的生產(chǎn)方式得到了加速發(fā)展，進(jìn)一步降低了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本，提高了產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。

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