基于PLC技术的机电一体化设备智能控制研究

基于PLC技术的机电一体化设备智能控制研究

曹中琪

山西保利铁新煤业有限公司  山西晋中  032000

摘要：我国信息技术和我国科技水平的快速发展，可编程逻辑控制器简称PLC技术，其所实施的功能主要在于以采集、内部存储和程序运行相关数据的结果更新对设备进行输出的状态。其实在应用该技术的过程中，需要分开研究PLC和PLC控制技术，二者主要还是结合PLC中的控制程序来自动化控制相关的机电设备。但是目前基于现阶段的发展来看，基于PLC技术控制过程中，不仅输入和输出存在必然的联系，就其本身的过程来讲，也是结合多种程序来对一个过程进行全面辅助。

关键词：PLC控制；机电一体化设备；设备安装

引言

机电一体化设备的应用大大提高了企业的生产效率，提升了企业的核心竞争力。随着科技的发展，机电一体化设备在性能迅速提升的同时，结构也越来越复杂，故障的发生具有复杂性，隐蔽性，突发性等特点，给故障的排查和诊断带来了难度。从业人员要加强自身专业知识的学习，针对故障类型，充分发挥振动诊断技术、温度诊断技、铁谱剖析技术的优势，多元化综合应用多种先进诊断技术，提高故障诊断的精度，关注故障的演变过程，建立故障诊断系统，推动机电一体化设备故障诊断技术的快速发展。

1PLC技术特点

PLC技术可编程，具有计算机和控制技术的各种技术优势。以下内容分析了这一技术特点和优势。在实际应用中，PLC技术具有较强的稳定性，能够更好地应对工业生产过程中的各种外部干扰。从目前的情况来看，PLC技术的稳定性主要体现在两个方面：一是通过在PLC技术中添加光电分离抗干扰，可以有效地减少外部干扰，有效地延长PLC技术的应用时间。其次，在PLC技术中，具有相对特殊的保护配置，可以减少外部干扰，第一次将故障反馈给系统，有效防止PLC技术损坏造成更大的故障。PLC技术适应性强，可与多种技术相结合，充分发挥PLC技术的价值，有效满足多种工作需要。梯形图是PLC技术的重要编程语言形式，可为用户提供直观的体验，帮助工程师全面、清晰地了解相关信息。通过简化教学，技术人员可以掌握PLC技术。事实上，PLC技术已广泛应用于许多领域和行业。从整体应用来看，PLC技术适应性强，能有效处理各种混乱的工作，合理面对电磁干扰等问题。常见的抗干扰性能：有效减少噪声干扰，防止粉末落入。在应对外部干扰时，PLC技术的性能可以大大提高。

2基于PLC技术的机电一体化设备智能控制方法

2.1动态矩阵控制算法

PLC可编程控制器在其应用过程中虽然具备较高的可靠性和实时性，且在机电一体化设备智能控制过程中应用较为广泛，但在其执行步骤较为烦琐的控制算法时，PLC编写程序量较大．不同型号的PLC针对不同用途具备不同性能．本文选择西门子S7-300型号PLC，并将动态矩阵控制算法编写其中，实现机电一体化设备智能控制．动态矩阵控制算法（DynamicMatrixControl，DMC）是依据被控制目标阶跃响应的预测控制算法．其以被控制目标的阶跃响应离散系数为模型，利用多步预估技术，按照预估数据数值与给定值差值最大的二次性能指标对目标进行控制．动态矩阵控制算法对渐进稳定的线性目标较为友好，且不受目标动态特性内的最小相位特性影响，是机电一体化设备控制方法中的最优方法之一。

2.2气动系统

一般的气动系统在介质选择上以气体压缩为主，结合气体的压力来传递其系统动力，或者采取信息流体传动技术，经由控制阀和管道将压缩空气输送到气动执行元件上，以此来将气体压缩的压力转化为机械能。实际过程中其包含气压的传动和气动控制两个重要方向。现阶段理想气体的状态方程是气动技术的理论基础，而这期间所指的理想气体其实是指没有任何粘性和存在一定质量的气体形式。

2.3提高故障诊断的精确程度

随着科技的发展，机电一体化设备由于兼容性较好，其结构也越来越复杂，给故障的排查和诊断带来了难度。机电一体化设备的故障具有复杂性，隐蔽性，突发性等特点，在排除故障的过程中，运维人员要科学、合理、多元化综合运用各种诊断技术来提高诊断精度，使用高密度、高精度的检测仪器，避免检测误差，减少故障诊断时间，减轻工作强度，提升整体工作效率，保证企业经济效益。生产企业还需重视运维人员的专业素质和敬业精神的培养，提高其工作责任感，全面保障工作效果。

2.4应用PLC技术与机电一体化结合实现自动化生产

PLC技术在机电一体化装置中的应用，很好地解决了社会生产领域中的一些难题，尤其在一些特殊产品生产领域中，PLC技术在机电一体化装置中的应用，可以说是如虎添翼。以药品生产为例，基于药品生产的特殊性，以及严格的生产质量要求。人工生产显然已经不符合行业发展的趋势，所以，利用设备进行自动化生产已经成为常态。药品的药效发挥之所以显著，在于不同的药物成分所发挥的作用，而在不同的成分配比上，有着十分严格的要求。所以配药是制药工艺中十分核心的环节，利用PLC可编程系统，分别将机电控制系统与上位机软件控制系统进行结合，通过PLC可编程对机电控制系统进行管理，包括对不同原料信息的编辑管理，如配比重量、配比时间等进行详细的计划与控制，而上位机软件则负责配药的具体任务实施，在配药过程中，PLC的应用能够使得配药的过程与程度更加清晰简洁，提升系统的全程可视性与管理性。除了配比过程之外，制剂生产过程中也可以充分的应用PLC技术来对机电设备进行控制，例如，采用PLC可编程控制系统，对生产环境的各项指标进行实时监测，这样能够确保整个制剂过程处于全封闭，且全程可控，通过PLC可编程与计算机技术建立起实时生产动态图像，一方面为制剂生产环境进行优化，另一方面利用数字化技术实现全封闭生产，使得整个生产操作过程操作方便、可控、安全。除此之外，通过应用PLC技术，将不同设备进行集中管理，实现科学的互动与控制，例如设备的进出风系统、喷枪电磁阀的打开与闭合时机，进出风温度的调节，以及主机滚筒的转速、压力、风量等不同细节要求进行集中控制，这样能够有效地保障包衣机各主要部件、系统处于可视、可控状态下，为药品生产创造良好的前提条件。

2.5PLC技术在闭环控制中的应用

应用PLC技术，可在开展闭环控制过程中借助模拟量，目的是针对性控制流量、压力、转速、温度等多种指标。闭环控制系统中的执行机构为变频器和电动调节阀。执行控制过程中需要利用监控系统实时捕捉被控制量的数据，以此获取电气设备的运行状态信号，将信号传输至处理中心，处理将信号转换电流和电压信号再输出。闭环控制系统可将电流和电压信号重新的转换为数字量，并向电气设备的控制中心传输，接下来通过PLC判断数字量，然后向电气设备传输的控制命令，以此实现基于PLC的闭环控制。当前泵类启动模式在电气设备自动化控制中的应用十分广泛，启动模式的启动方式共三种，分别为手动启动、自动化启动、现场控制箱手动启动。

结语

总而言之，伴随着科学技术的迅速发展，愈来愈多优秀的自动化控制技术产生在人们的视线中。机电工程自动化控制系统是常用的技术类别，将PLC技术运用于机电自动化控制，进一步提高了机电自动化控制的智能水准，提升了机电自动化控制的品质和效率。

参考文献：

[1]张永杰.机电自动化控制中PLC技术的应用[J].百科知识,2020,(30):23-24.

[2]钟富昌.机电自动化控制中PLC技术的应用[J].南方农机,2018,49(19):239-239.