PLC在机电一体化生产系统中的应用分析

PLC在机电一体化生产系统中的应用分析

张瑞刚

同力科技发展有限公司   山东

摘要：PLC是可编程控制器的简称，在最近几年，随着我国经济发展的速度越来越快，经济的发展带动了科学技术的发展，科学技术以前所未有的速度在迅猛发展；社会的各个领域都在不断地发展与进步，在计算机的基础上，建立的可编程控制器；PLC逐渐应用到我国的机电一体化系统中，并且在机电一体化系统中发挥着非常关键的作用，PLC产品具有极大的发展空间。

关键词：PLC；机电一体化；生产系统；应用

与PLC技术相比，机电一体化生产系统在使用的过程中具有一定的稳定性。因为已经形成了一定的逻辑系统，所以在使用PLC技术时可以更好地对系统或体系进行控制。非常有效的提高了整个系统的整体运行稳定性。由此可以看出，在当今有越来越多的企业在机电一体化生产系统的应用过程中，已经开始有效地将PLC技术应用起来，通过PLC技术对系统的生产过程进行更加全面的控制，以此来确保系统能够更加稳定地运行。机电生产系统本身的功能相对于PLC技术来说，具有更加简单的特点，控制起来相对来说会更加的复杂，基于此，为了更有效地提高机电技术的自动化特性，在日常的生产中应用PLC技术是非常有必要的。[1]

1PLC与机电一体化的理论概述

　　PLC是可编程逻辑控制器的简称。可以利用可编程的存储器，对内部程序进行存储、逻辑运算、控制以及定时、计数等。通过指令执行可以对机械生产过程进行控制，大大提升了生产效率与质量。可编程逻辑控制器具有显著的功能。第一，可以进行步进控制。表现为下一工序在上一工序实现之后进行开展。简而言之，进行步进控制，即可以控制顺序，在上一工序完成之后，立刻进行下一工序开展，保证工序的有效连接，确保工序顺序的合理恰当性，确保工作的有序开展。第二，限时控制。可编程逻辑控制器可以对定时器进行限时控制，设置限时数量可以高效便捷的进行限时控制，还可以进行随意的调用以及改动，具有较强的灵活性。第三，条件控制，可编程逻辑控制器可以对逻辑运算指令进行设置，因而可以对继电器进行串并联，串联、并联或者并串联等相关处理，有效进行控制，发挥重要的作用[1]。第四，通信联网设置。随着信息技术的发展，与网络进行连接，可以实现远程操控，可以构成分布式控制网络，有效进行分散控制以及集中管理。

　第一，智能化。进入21世纪，智能化成为一种发展趋势，通过智能化发展可以实现发展的微型化以及系统化，既可以突出系统性特征，又可以使体积更小，活动更加灵活，耗电量更低，凸显出显著的优势。第二，绿色化，绿色化是指遵循时代的发展要求，促进机电一体化产品的绿色化，既要保证避免对生态环境造成较大的不利影响，又需要确保机电一体化产品是绿色的，可以被回收利用。第三，网络化。进入网络时代后，网络技术影响巨大，机电一体化也呈现出网络化趋势，获得长足的发展。第四，模块化。模块化主要指提升产品研发速度，扩大生产规模，根据现实需求制定一系列标准，保证匹配性，确保工作的有效开展。

2 PLC技术的原理

PLC技术应用于工业控制中特别可靠和实用，可以和许多工控计算机兼容。内部的运行程序可以结合具体的应用环境实现优化升级，PLC内部信息可以保证实时的更新。PLC由五个部分构成，分别为供电电源、中央处理器、编程处理器、数据存储器以及输出输入控制模块。PLC程序在运行时，应用程序的处理是关键。在程序输入时，需要将程序处理后进行短时间的存储；在程序进行处理时要对信息进行分析并计算，计算结果可以转化为控制信号，而通过输出处理可以将控制信号进行转化，发生转化后可以变为设备可以识别的驱动程序。在数据采样期间，可编程逻辑控制器对于数据的处理采用了扫描的方式，依次完成各类数据输入状态与记录，并且将数据存入输入、输出分区中对应的存储单元内。输入采样、转入程序完成后，数据可以同步刷新。在这个过程中，由于输入状态与数据处理状态有了变化，映象区对应的单元数据结构也不会发生改变。所以，如果有脉冲信号发生，则信号的设计的周期宽度要大于扫描周期，这样可以保证在任何条件下，输入可以被准确读入。

 3 PLC在机电一体化生产系统的应用分析

PLC在国民生产的各个控制领域中有极其普遍的应用，主要包括钢铁冶炼、矿石开采、化工生产、电力供电、机械制造等行业。[3]PLC在实际应用中，主要包括对开关量的逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理、通信及网络的应用。下面将对上述应用作具体分析并举例说明。

3.1开关量的逻辑控制

PLC代替了以往的继电接触器控制，可实现逻辑控制，因此普遍应用于各种机电相结合的生产系统。例如，PLC在工化工工业中可对电磁阀进行控制、在冶金工业中可对高炉上料系统控制等等。[4]其中，在化工工业中应用PLC对电磁网系统进行控制，使化工流程的得以正常运作；在冶金工业高炉上料系统中应用PLC的开关逻辑控制，解决了传统继电器控制系统走线复杂、维修困难和不能实现自动化上料的缺陷，使高炉上料系统更加安全可靠。

3.2过程控制

过程控制其实很好理解，无非就是利用现有的一些条件作为参考数据，让它们综合在一起，完成一个自动控制的过程。由于在进行过程控制时，我们必须要运用一些条件，而这些条件无非就是一些与产品相关的参数，所以整个过程控制与产品质量有着最为紧密的联系。过程控制中的那些数据指标是最重要的，在实际的操作过程中，尤其要注意模拟量的变化情况。像电流和温度这样的模拟量极其不稳定，随时都有可能变化。所以，要想对它们进行有效的过程控制并不容易。然而，PLC技术的运用就帮助我们解决了这个难题。PLC技术能够根据已有数据对模拟量进行适当调节，保证其属于正常范围。面对任务繁重的连续型生产过程，过程控制就显得更加重要了。

3.3运动控制

PLC技术应用在机电一体化的生产系统中可以对平面运动进行有效控制，如圆周运动或直线运动。从控制原理和机械组成来说，以前主要是通过开关量输入/输出（I/O）模块与相应的位置传感器连接对运动进行控制，最后由执行机构执行而实现的。而现在生产的PLC有专门控制运动的模块，通过位置检测传感器，将检测结果输入到运动模块通过数据处理由输出对相应部件作出调整，可对复杂运动可进行精准控制。PLC的运动控制功能普遍应用于各种机器人、电梯及数控机床中。例如将PLC运动控制应用于机器人的运动控制中，通过设定的程序，可以准确地控制多种复杂的运动。

3.4数据处理

科学技术的发展极大提高了生产效率，促使产品的更新换代变得极为频繁。现在生产的PLC功能越来越强大与之前的产品相比在数据处理方面有较为突出的表现。在数据处理上PLC基本具有算术、逻辑、关系、数据类型转换等功能，可以对收集到数据转换成当前值与存储器中设置的参考值作比较，从而完成相关控制操作。数据处理大多数应用于大型加工中心的控制，通过对数据的分析和处理可提高生产效率。

3.5通信及网络

企业能够进行生产工作的核心是通信，进行系统的信息通信能够保障生产制造过程进行得顺利。同时，通信能够方便工作人员，使其满足人为控制的需要。因此，相关工作人员应重视PLC技术之间的通信与其他相关设备之间的通信。可编程逻辑控制器具有两种不同的通讯方式，其中就包括PLC自身设备之间的通讯以及PLC设备与其他设备的通讯。当今时代，正是计算机技术高速发展的时代，科技发展水平不断提高，PLC技术的应用功能也日益强大，这就在很大程度上满足了企业在生产制造上的需求。生产制造行业的网络发展有了显著性的提高。由于其具备非常强的速度控制功能，并且抗干扰和可靠性都比较强，所以被广泛地应用于各个生产领域。为了加强企业的通信技术，许多制造行业加大了人力、物力、财力投入，研究出相关的PLC设备的网络通信系统接口，同时为PLC技术在机械系统生产制造行业进行了良好的通信基础，这将在很大程度上提升企业的生产效率与企业间的通信质量。

4结束语：

把PLC技术有效融入在机电一体化生产系统当中，不但让繁琐的继电器逻辑更加简便，优化生产结构，减少生产成本，降低人工劳动强度，并且操控便捷，运行安全、稳定，可以明显提高机电设备操控系统的可靠性与安全性，降低机电设备的维修率，符合机电设备的现代智能化标准。PLC的合理应用，大大提高机电一体化生产系统的运行效率，为生产企业的技术革新做出巨大贡献。伴随PLC技术的陆续发展进步，必定会具有更大的发展空间，被更多领域广泛应用。

参考文献：

[1]贾刘旭.PLC在机电一体化生产系统中的运用研究[J].建材与装饰,2019(29):199-200.

[2]何健.PLC技术在机电一体化生产系统中的应用[J].黑龙江科学,2019,10(16):98-99.

[3]宋婷,李大燕.分析PLC在机电一体化生产系统中的应用[J].河北农机,2019(8):39.