装配式建筑机电深化设计探讨

装配式建筑机电深化设计探讨

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2. 刘校宇 2.王波

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2. 身份证号码：15042819820915****

2.身份证号码：15272219840401****

摘 要：数控冲床是机电一体化设备加工中的一个重要的环节，而数控加工又是将原材料转化为产品的重要环节，因此对于数控冲床中控制功能的实现是生产系统中的一个核心部分。对此提出一种基于PLC技术的机电一体化生产系统的控制设计，重点对数控控制功能和自动控制及监控功能进行详细的设计，以此实现生产系统的自动控制功能。通过实验证明，在机电一体化生产系统中加入PLC技术的数字控制可以使生产系统更加精细化的完成产品的生产。

关键词：PLC技术；机电一体化；生产系统；控制

1 机电一体化生产系统控制功能的总体设计

在对机电一体化生产系统控制功能进行总体的设计时，首先要考虑控制功能的实时性。本文设计的机电一体化生产设备的控制功能是选用PLC技术作为该系统的下位机，并对系统进行实时性任务。PLC具有实时性强、编程方法简单、对控制功能的精度更高、控制更加方便等优势，因此将PLC技术融合到生产系统的控制功能当中可以有效的提高系统整体的实时性。

机电一体化生产系统的控制功能主要是通过对各个工位上的主轴进行相应的调节，并要求调节的精确度相对更高。在生产系统的控制模式下，将运动控制卡看作PLC上的一个控制对象进行处理，也可以说是将运动控制卡看作PLC上的输出继电器，在对PLC进行程序编程时，利用中间继电器对运动控制卡进行控制。例如，当PLC发出主轴前进的指令时，在中间继电器上的某一位置上，上位机在控制功能中完成对扫描程序的执行：在该位置上，调节相应的运动控制的函数控制主轴完成前进动作，当复位后运动控制函数完成运动主轴停止。主轴运动以及在各个工位上的运动之间都是通过PLC技术完成的，并且相互之间进行互锁控制。同时，若能够将中间继电器上的常闭触点进行串联，并连接到各个工位的动作梯形图当中，可以实现在主轴进行前进动作时，保证各个工位上的状态保护静止，因此可以大大提高机电一体化生产系统的控制稳定性。

2 机电控制自动控制技术设计要点

2.1 传感设备选择

传感器是机电控制系统中不可缺少的一部分，作为现代化科学技术的产物之一，传感器在我国社会各行各业中都有良好应用。从机电系统的实际应用内容来看，传感器可以具体分析其实践时的工作能力，并且展开合理控制，提高最终的时间效果，确保技术质量合理提升。传感器也可以作为一种检测设备安装在机电生产线上，及时获取目标信息，并记录数据信息的变化规律，从而确保信息在传输、储存、记录、显示、应用时可以达到预期效果。目前我国机电自动化系统中投入使用的传感器具有数字化、信息化、网络化等优势，能够促进一体化控制技术的成熟，通过增加光敏元件、气敏元件、温感元件、放射线敏感元件，扩大其对机电设备的感知范围。传感器能够替代以往的限位开关，取代触摸式检测技术，不需要进入实践场地就能够对目标物体的状态进行判断。对于机电系统来说，在测控范围内，传感器能够判断设备运行的速度、位置、状态、温度，为保证测量控制效果准确，需要布置编码器与接近开关。编码器可以测量设备运行的速度，并将获取数据转化成信号，输送到可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）端口，进行下一步控制操作。

传感器使用的编码器可分为增量型、绝对型两种，其中增量编码器能够用于位移测量，累计脉冲总位移量，然后测算出设备位移速度的快慢。该类型编码器的工作原理是利用光电转化，转变主轴内的信号，使其成为脉冲信号，例如ISC3806系列的编码器在增量要求下应用频率较高。另外，无触点行程开关也是传感器的重要组成设备，不用触摸即可完成对目标的加工与控制，并为其提供限位保护。在选择具体传感器时，需要根据机电实际使用要求来布置传感点，确保其运行得顺利、有效。

2.2 PLC结构应用

PLC属于一种能够完成编程操作的内部储存程序，在获取用户指令后，对目标模拟器进行控制，PLC可完成的指令有很多，例如逻辑运算、顺序调整、计数定时等。PLC在运作时会经过3个环节，分别是指令采样、用户执行和刷新输出，并一直保持与重复上述3项内容。因为PLC是一种电子型计数，所以抗恶劣环境的能力很强，十分适用于工业生产的大环境，能够对数字量展开操作，在很多工业生产中都有应用。在对机电一体化系统进行PLC结构设计时，首先要满足工业测量以及整体系统的需求，并且具备易于扩充的特点。从结构内部板块来看，PLC与计算机有很多相似之处，例如都具备CPU处理器、输出（入）板块、储存设备、编程器等。因为PLC的工作形式为循环扫描，所以其程序运作顺序为自上到下，在设计一体化系统时，要做好PLC的出入点设置，确保其输出端口能够有效对接伺服系统，保证可观的经济性与稳定性。

2.3 伺服系统连接

对于机电一体化控制系统来说，伺服系统属于一种操作性元件，具有很强的执行性，目前工业生产中使用的伺服电机主要有两种，分别为直流与交流。直流伺服结构的工作效率比较高，但是线性调节与转矩性比较弱；交流电机虽然在效率上有所降低，但是其运作时不需要滑环、电刷，使用比较简单，能够满足高转速要求，并且无零点漂移。因此，在没有特殊要求下，会优先采用交流伺服设计。技术人员只需要在系统中录入目标电压量、输出量，以此计算电机角位移，并根据目标电机的特点，设置转矩、位置、速度3种控制方法。例如，三菱伺服电机中的HF-KP系列数据低惯量电机可使用在负载较低的控制系统中。另外，为保证伺服效率，需要技术人员对目标电机进行预估算，并对参数、型号进行单独分析。

2.4 数据自动检索

当前，我国在进行现代工业设计活动时，基本上都是按照开放式的体系结构理念进行，采用组合优化的设计方法，降低目标系统设计时的片面性，确保整体性和适用性。硬件设计和软件设计是控制系统设计的两大方面，在进行硬件模块选型之前可以先构建相应的系统硬件库，在实际设计过程中，可以根据具体的要求在硬件库中检索出合适的硬件型号，提高设计效率。明确用户常用的控制系统运算模块和任务模块，将硬件模块视作系统的特定组件，在此基础上对软件构造模块进行设计与构建。未来机电系统的一体化控制技术仍将不断发展，需要从业人员提高认知，并对现有问题不断改善，确保一体化系统适应性良好，从而推进我国自动化技术的可持续发展。

2.5 电子通信线路

随着我国社会经济水平的不断提升，传统工业生产方式已经逐渐无法满足工业生产的实际需求，需要使用电子通信技术来代替。这种方法也就是常说的替代法，电子通信线路替代传统的机械控制，在效率与精准度上有明显优势。虽然工业生产中机械制造是重要环节，但是存在运行结构单一、生产速度慢等劣势。采用电子通信线路后，机电系统的运行效果得到明显改善，生产活动也能够以更加多元化的方式开展，提高生产效率。在使用电子通信线路时，要借助计算机技术对目标电机做好计算处理，合理分析数据信息，通过数据的采集、分析、处理，不断提高生产质量。

3 结 语

我国的机电设备用量最大的是继电器，在施工中易发生严重安全隐患问题。因此在机电设备应用中，应注重PLC技术的应用，由此提升机电控制系统的运作效率与质量，能够为我国的机电行业生产的经济效益水平的提升奠定坚实基础。

参考文献：

[1]张宇.基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用研究[J].南方农机，2017，48(23)：100-101.

[2]张晓霞.基于PLC控制的机电一体化设备的安装与调试[J].价值工程，2017，36(06)：96-98.

[3]赵建林.基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用研究[J].数字技术与应用，2019，37(06)：25-26.