浅析PLC在机电一体化生产系统中的应用

浅析PLC在机电一体化生产系统中的应用

张锦华

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摘要：随着社会总体发展水平的提高，过去的机械化生产模式已不能适应现代社会对工程学的要求，而且在它的发展过程中也产生了许多矛盾。因此，在这种大环境下，PLC技术被引入了人们的视线，并且得到了越来越多的重视。将PLC技术引入到机械制造领域，从根本上解决了机械制造系统在机械制造方面存在的诸多问题。而且，PLC技术已经开始从传统机械电气控制技术变成了一种新的替代产品，它变得更加具有优势，为我国电气行业的健康发展提供了重要的基础支撑和保障。因此，对PLC技术在机电一体化生产系统中的应用进行分析研究，具有很大的实用价值和意义。

关键词：PLC技术；电子机械；机电一体化

引言

PLC是一台能在复杂的工作环境中稳定运行的“工业电脑”，它能完成对车间与单个机器的统一协调与控制，在各个行业得到了很好地应用。另外，PLC在对机电设备进行实时监测时，也有很好的稳定性，可通过程序控制来实现对其的灵活应用。在信息技术和高精度元件迅速发展的大环境下，PLC控制系统的功能越来越丰富，能够很好地满足对各种机电设备的有效控制。在这种情况下，对PLC在机电产品制造中的应用进行了深入地研究。

一、PLC机电一体化技术概述

PLC是以计算机为基础的一种控制装置，它具有体积小、功能强、对操作者的技术要求不高等优点，可以促进机电一体化的发展。PLC的结构基本上是相同的，包括一个中央处理器（CPU）电源，一个储存器，一个输入输出接口电路等。CPU通常包括控制器，运算器，寄存器等。

二、机电一体化技术现状

目前，我国的机电一体化技术已走过了萌芽期、快速进步期和深入发展期。而在二战之后，由于对战略物资的需求，科技也得到了极大地发展。在战争结束后，人类的数量锐减，所以很多科学家都在研究如何让机器更好地运转起来，特别是如何让机器变得更好，他们想要研究出一种新的方法，来提高机器的工作效率，甚至是取代人力的方法。但那时候的电子信息技术还很落后，相关的网络技术等高级计算环境还不成熟，这就造成了机械生产制造与电子技术并没有很好地结合。之后的20世纪70、80年代，人才济济，特别是计算机技术获得了重大的突破和攻关，这为机电一体化技术的发展创造了有利的环境和条件。尤其是在那个时候，大规模的集成电路和计算机系统的出现，不仅极大地扩展了与电子技术有关的内容，更是为后来能够支撑起机电一体化技术的足够强大的电子电气技术奠定了良好的基础。从那时起，各个国家都开始将目光投向了将机械制造与电子电气技术相结合的前沿技术产品。在后来的20世纪90年代以后，为了更好地促进我国科学技术的发展与进步，我国开始逐步将机电一体化技术这种半自动化技术，逐步向更为深入的全自动化、智能化方向发展。在微电子和光学方面，我国取得了很大的进展，并且在神经网络、人工智能等相关方面，积极地拓宽了相关的研究领域，建立了较为完备的科学框架，为后续的研究和攻关奠定了良好的基础。经过这么多年来的研究，我们在机电一体化技术上，已经积累了很丰富的经验。目前，在石油化工的服务业、基础设施建设、煤矿采集、煤矿运输、航空航天的操作、机械仪器等相关设备的运行等方面，都采用了十分先进的机电一体化技术，极大地提高了建设、操作、生产、作业的效率，并极大地保证了相关一线操作人员的安全。

三、PLC在机电一体化生产系统中的运用

（一）通信网络中的应用

随着PLC技术的迅速发展，数据库也得到了很大的扩展，可以存储更多的数据。在对机电一体化生产数据采集过程中，可以利用计数器、A/D单元等，来实现对模拟量与数字量的快速转换，转换后的数据可以被及时地传输存储到DM区中。此外，还可以通过配置打印机，将从DM区中检索出的有用数据直接打印出来，从而提高了使用的灵活性和方便程度。同时，可将PLC与微机结合起来，通过微机可以直接读取、处理DM区域内的数据，提高了数据的利用率。PLC还可以用作微机系统的数据终端，只需一台微机就可以对32台微机进行有效地管理，从而达到最大限度地发挥PLC的监控作用。除此之外，PLC还具备强大的联网能力和通信能力，它不仅能满足通用计算机网络通讯的需要，而且还能对多种总线网络提供连接，PLC可以与智能化仪表和执行装置进行联网通讯，以交换各自需要的数据。同时，它还可以与遥控器相连，对机电产品进行远程监视，从而达到“无人值班”、“少人值班”的目的。有利于实现点、线、面的有效控制，从而获得较大的经济效益。

（二）控制面板的应用

PLC控制面板通常分为两个部分：一是控制系统，二是报警系统。在控制系统中，有两个部分，分别是PLC控制模块和电气控制模块。在这些部分中，电气控制模块包含了信号处理电路、电源电路和电气连接。信号处理电路包含了报警继电器电路、信号传输模块、电压/电流测量模块、时间测量与频率测量接口、通信接口和信号切换开关。供电电路由AC供电、DC供电组成。在PLC的程序设计中，包含了主程序，子程序，报警系统，逻辑判断，计时/计时器等。PLC的使用，使数控机床更加智能化。在对CNC设备进行加工时，为了提高工作效率和缩短工作时间，需要对CNC设备进行程序设计，以达到自动程序设计的目的，从而提高工作效率。通常使用以个人电脑为基础的控制系统，或者是以可扩展性为基础的嵌入式PLC(ExtensionPlastics，可扩展性）为基础的控制系统。在PLC发生故障的情况下，利用现场总线对各功能模块进行切换，以确保整个数控系统的正常工作。在数控机床的设计中，通常要使用多种PLC编程语言。针对不同的应用需求，可以选用不同类型的编程语言，从而避免了编程人员同时使用多个语言时出现的模糊性和冲突。在PLC的编程过程中，首先要建立起相应的文档格式，再根据文档的格式对其进行代码处理，使其能够稳定、可靠地工作。为了便于程序员查询和查询，在各控制系统内分别建立了一套专门的文件夹，用于存储程序代码。

（三）正确选择装备工艺

将PLC技术应用到机械和电气控制设计中，具有更为科学、更为显著的优势和价值，然而，它也面临着很大的挑战，尤其是要对设备型号进行科学、合理地选择。PLC技术设备的基本功能存在着较大的差异，因此，在选用适当的设备时，工作人员要根据每一种设备的使用环境、特性等，选用一种科学、合乎逻辑的设备，选用适当的应用设备，从而更好地掌控整个设备的使用效果，并发挥出更好的使用价值和效果。

结束语

本文将理论与实际相结合，对PLC在机电一体化生产系统中的应用进行了分析，得出的结论是：机电一体化生产系统是一个非常复杂的系统，而且控制起来也非常困难，常规的继电器控制技术，很难对其进行有效控制。但是，PLC技术拥有非常强的抗干扰能力和稳定性，并且拥有非常强大的功能，它可以实现对机电一体化生产系统的全方位控制，还可以提高数据处理的有效性和及时性，确保机电一体化生产系统一直都能够保持在一个良好的工作状态。

参考文献

[1]庞锐.PLC在机电一体化生产系统中的应用[J].集成电路应用,2023,40(04):384-385.

[2]陈鸿杰.PLC在机电一体化生产系统中的应用[J].电子制作,2022,30(02):6-8.

[3]罗佳.基于PLC技术的机电一体化生产系统控制研究[J].造纸装备及材料,2021,50(05):11-12+15.