基于PLC技术的机电一体化设备智能控制研究

(整期优先)网络出版时间:2022-10-24
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基于PLC技术的机电一体化设备智能控制研究

卞卫国

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摘要:近年来,我国的工业生产水平,设计能力与制造应用等方面取得了极大的进步。工业也成为促进我国经济快速发展的最大推动力。在现代化技术发展与应用越来越深入的大背景下,利用可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,PLC)技术应用在机电一体化装置中,能够实现对工业机械设备,工业生产过程中的智能操作、监控与管理,对于提升生产安全,生产质量,以及降低生产成本,实现工业生产可持续发展的促进作用十分显著。基于此,本篇文章对基于PLC技术的机电一体化设备智能控制进行研究,以供参考。

关键词PLC技术机电一体化设备智能控制

引言

机电一体化技术的出现方便了各个领域的生产,其应用范围也日渐扩大。当前的机电一体化技术多采用“机械+电子技术”的模式,在智能控制工程,机电一体化技术可以将计算机软件系统与设备智能控制进行有机结合,从而使PLC技术的利用率达到最高,促进企业健康、高效发展。

1基于PLC技术

PLC是一项独立运作技术,它通过模仿人类的思维习惯、行为动作而形成,目前主要在计算机领域中应用。人们还将其称作可编程逻辑控制器,其拥有较多的优势,不仅可以有效克服以往智能控制在接线上的复杂性,同时还能克服智能控制其他很多缺点,比如灵活性差、不具备通用性等,可以充分发挥出微处理器的功能,在生产实践中灵活运用。在实际应用中,PLC的优点有很多,比如速度快、功能强、体积小等,并且具有可扩展性的特征,在智能控制领域中应用可以充分发挥出其以上特征,为生产提供便利。另外,PLC还体现为节能环保、对环境污染小、节约资源等优势,避免了传统技术缺乏可靠性等弊端。并且它并不需要利用专业语言进行编程,因此其应用的范围比较广泛。大量工作实践证明,这项技术的应用可以显著提升工程自动化的程度,帮助员工从繁琐的劳动中解放出来,进一步提升工作效率与工作质量,为其人身安全提供保障。具体来说,PLC技术应用于智能控制的自动化系统中,PLC控制系统主要由中央处理器、系统电源、储存媒介、输入端口以及输出端口等部分组成,使用者可以按照自身需求对外部连接的设备进行调整。PLC系统中各模块的功能不同:(1)中央处理器的功能主要是对输入数据信息进行分析,并且处理使用者下达的指令;(2)系统电源可以为控制系统供给用电,同时还能对系统运作的始末进行调整;(3)储存媒介可以设定程序数据,并且存放程序相关信息;(4)输入端口与输出端口主要功能是连接外部设备,并且可以接收信号。在电气自动化系统中,PLC技术的应用原理与计算机电子自动控制的原理相似,不管采用哪种控制方式,在运用不合理的情况下,中央处理器都能实现自我检测,并且对整个过程进行重新设置。PLC控制系统可分为两个部分,其中硬件部分为技术核心,软件分则主要是操控。

2机电一体化技术

随着我国科学技术的日新月异,机电一体化应运而生,机电一体化是具有诸多特色的全新学科领域,其融合了电子学、信息学等其他学科领域的特色特点与优势,目的在于使机械达到智能化控制与工作。机电一体化包括技术与产品两种类型,机电一体化产品是基于机电一体化技术而制造的机电设备,能够实现智能化、自动化控制与工作。机电一体化技术是以系统工程观念为立足点和出发点,融合电子信息技术而形成的整体性科学技术,其目的是达到系统全面最优化,即最高效率工作。机电一体化技术全面地将机械性能进行规划运用,对机械的核心功能作用与管控电子化器件进行融合,从而实现对机电设备的智能化与自动化转变。机电一体化技术的应用有助于将机械当作研究和应用对象,并运用于智能控制中,使智能控制整体工作效率达到最佳状态,即使相关操作人员与客户并不充分了解机电一体化智能控制,仍能够顺利使用。机电一体化技术的高效应用,能够保障智能控制的功能得到更好地发挥,提高智能控制设备的实际工作效果。机电一体化技术的核心就是信息处置方式、传感技术、智能化技术。

3基于PLC技术的机电一体化设备智能控制研究

3.1机电一体化设备智能控制技术架构

基于PLC技术的机电一体化设备智能控制方式是一个全闭环体系,整体架构由上位机组态监控、PLC可编程控制、伺服运动/温度控制体系等构成。其中上位机组态监控利用相关监控软件监控机电一体化设备运行状态和PLC数据传输等,并将相关监控结果发送至人机界面。人机界面利用PLC端口接入PLC可编程控制器,PLC可编程软件将控制机电一体化设备方法写入PLC可编程控制器,利用该控制器实现机电一体化设备的定位、运动等.而机电一体化设备运行时的伺服驱动输出信息、按键信号、接近开关信号则通过PLC输入端子传输到PLC可编程控制器.PLC可编程控制器再通过对机电一体化设备运行状态控制后,利用PLC输出端子发送控制信号,从而控制机电一体化设备伺服运动/温度控制体系运转以及冷却体系、照明体系等工作。

3.2仿真实验

3.2.1预测能力测试

以Kappa统计形式测试在不同控制时间内,该锅炉机Kappa统计数值的变化情况,结果如图1所示,随着控制时间的增加,在控制时间为0~4min时,Kappa统计数值曲线呈直线上升状态且其数值达到0.6左右.而后该数值受控制时间影响较小,并呈现缓慢增长趋势.在控制时间为50min左右时,Kappa统计数值达到学术界统一认为的标准0.74左右。上述结果表明:本文方法预测机电一体化设备未来输出数值结果满意度较高,可有效降低其智能控制难度。

图1预测能力测试结果

3.2.2运行流畅性测试

PLC可编写程序在运行过程中,受其应用环境影响后难免会出现BUG。利用Mantis软件统计工具统计3种算法在运行30d内代码段内出现BUG的次数,结果如图2所示。分析图2可知,3种方法程序在运行时出现BUG的累计次数均随着运行天数的增加而增加.而本文方法在其运行时间为0~15d时,均未出现BUG情况。当运行天数为20d时出现了一次BUG,但随着时间的推移,本文方法程序在运行时再未出现BUG情况。也就是其在一个月时间内仅出现了1次BUG情况。

图2程序运行流程性测试结果

结束语

综上所述,机电一体化技术在智能控制领域中的应用,其具体应用范围在社会的具体需求下得以拓展。机电一体化技术的应用对于推进社会的发展意义重大,推动工业化建设和改革创新的飞速发展,其不但有助于改善传统机械行业的生产状态,而且有助于提高信息技术在工业生产中的具体应用,有效提高智能控制的产品质量与生产效率。信息化时代条件下,机电一体化技术的应用有助于社会发展获取更多的经济效益,在机械行业中的应用,有效提高智能控制在整天市场中所占比例,推动我国企业经济的可可以方便快捷地查询设备信息,记录设备流转、运行、维护等情况,极大地提升了气象设备的管理效率。

参考文献

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