PLC在机电一体化生产系统中的运用 赖培添

发表时间:2020/5/25   来源:《中国电业》2020年第3期   作者:赖培添
[导读] 当前,随着社会经济以及科学技术的不断发展,
        摘要:当前,随着社会经济以及科学技术的不断发展,PLC 技术获得了普遍应用,尤其是在机电一体化生产系统当中的应用,可以很好的将人工作业劳动强度减轻,从而对机械设备的使用效率提升,确保产品结构以及生产技术、生产方式、产品功能、管理体系等多方面实现了很大的变革。PLC 设备就是可编程控制器,属于自动控制设备,主要就是利用先进的微电脑技术对编程员编制的程序进行控制,使其能够执行元件动作。PLC 设备不仅能够实现算术控制,还具有定时、计数等功能,只要用户输入指定口令就可实现上述功能操作。本文主要就针对PLC在机电一体化生产系统中的运用进行分析和探讨。
        关键词:PLC;机电一体化生产系统;运用
1 PLC 控制技术的含义和特点
1.1 PLC 控制技术的含义
        PLC,Programmable Logic Controller,是可编程逻辑控制器的简称,其在机电设备控制过程中主要完成控制信号采集、内部存储程序运行和输出程序执行结果更新输出设备状态的任务,是过程控制中最为核心部分的部分。从物理形式的角度来看, PLC 和PLC 控制技术是分开存在的,两者之间依靠PLC 内存中控制程序有效地作用,实现对机电设备的自动化控制;但从发展的过程来看,在对机电设备进行PLC控制的过程中,不仅输入和输出设备之间存在着必然的联系,就PLC 控制过程本身而言,也是依靠多种程序共同辅助完成的一个过程。通过具体的执行过程,我们依然可以看出,PLC 控制技术相较于其它控制技术能够更稳定地传递和处理各类相应的控制信息。
1.2 PLC 控制技术的特点
        PLC 控制技术,是新时代背景下工业发展的产物,具有其自身优越的性能和特点。
        首先,随着工业发展,PLC 控制技术在未来很长一段时间内依然会发挥出更加强大的功能。采用PLC 控制,可运用的指令数量多,必要时,还可以运用不同的逻辑条件处理问题,使程序运算的过程变得更为顺利。专业人员可以直接通过个人计算机完成程序的编写、调试和维护等实现对系统的全方位控制功能,此外,PLC 控制技术还能够让人员、机器和各项信息都更好地被交换。
        第二,整个PLC 控制系统操作过程非常方便。根据系统控制要求,我们运用PLC 控制逻辑编写控制程序,用程序来代替传统的硬件接线,在实际操作过程中,更改程序较于更改接线,显然要方便很多。此外,系统所需的各类硬件基本已经高度集成化、模块化,配套模块也已实现了系列化与规格化生产,种种控制系统所需的模块,PLC 厂家基本都有现货供应,市场上即可购得,因此适用于工业生产的各种系统的配置和搭建都非常方便。最后,所有PLC 控制系统也会形成相关的标准,从而让整个硬件系统的配置在实际采用的过程中变得更加灵活。
        第三,PLC 控制系统性能非常可靠。一般而言,PLC 控制系统能够在同一时间保护硬件和软件。一方面,PLC 内部多数硬件由于采用现代大规模集成电路技术,并用严格的生产工艺制造,内部电路还配备先进的防干扰技术,具有很高的可靠性。另一方面,使用PLC 控制的系统,其周边电路和相同规模的继电控制系统相比,大量减少了电气接点,有效地降低了系统的故障率,而且PLC 本身自带硬件检测功能,能在第一时间处理突发异常,如果真正遇到紧急的情况,也能及时进行报警。
2PLC在机电一体化生产系统中的运用
2.1 主要设备
        (1)电阻温度仪表。利用导体或半导体的电阻值随温度变化的原理来测量温度,由感温元件、导线和显示器或记录仪表构成,通常叫做标准温度仪表。
        (2)气缸。将气体转换成机械能,实现直线往复运动的气动执行元件。
        (3)触摸屏。

选择人机界面型触摸屏,内有多种图形数据管理库,能为用户提供多样的缩放和动态的图形,使用时利用图形数据管理库可以方便地设计工程画面。其中有串行接口,用来实现人机界面和机械设备的通信。
        (4)磁感应式传感器。通过磁性物体的磁场作用来实现对的物体感应,又被称作磁性开关,可以直接安装在气缸缸体上,能够实现对气缸活塞位置的检测。在PLC 机电一体化的自动控制中,可以利用磁性开关判断推料气缸的运动状态或所处的位置,以确定工件是否被推出或者气缸是否返回。
2.2辅助设备
        (1)空气过滤器。空气先经过空气过滤器,过滤掉其中的灰尘和杂质,再进入其他装置。
        (2)消声器。通过增加排气面积等方式降低排气的功率和速度,来达到降低噪音的效果,安装在阀的排气口或是底板的排气口。
        (3)调压阀。又叫减压阀,调节气缸中被压缩的空气压力,用来保持输出压力的稳定性。
2.3软件设计
        PLC 的I/O 接口与现场的机械设备相连,实现控制。机械的控制是按照动作顺序进行,适用于顺序编程设计,其他启动、停止、报警指令结合实际情况进行控制,并将接口接收到数据经过模糊处理,发送控制命令。PLC 的数据模糊处理结构分模糊化、数据处理和解模糊三个部分,即将精确的数字转换为系统语言表达的模糊量,在数据处理中心通过知识库的数据和规则做控制、推理等操作,最后解模糊,按照规则把得到的数据结果转化为精确的控制量。模糊化实际是通过接口把输入值转换成一个模糊子集。
        首先选择输入系统的变量,根据实际的现场和系统的情况,确定选择变量的范围。还可以通过计算得出量化因子,通过量化因子将输入的精确值和转化后对应的模糊值按照比例进行转换,确定模糊子集的个数,完成模糊化过程。知识库中含有数据库和规则库。其中,数据库保存有控制函数,为数据处理提供依据;规则库存放有模糊处理规则,为数据处理提供规则。处理规则有按照机电经验的模糊条件语句,例如有if、then 语句,条件划分的越详细,规则的数量就越多。解模糊是转化模糊集合的输出数据为具体对应的控制数值。
3技术趋势分析
        随着当前科学技术的发展,在未来的发展中,研究开发人员可能能够制造生产更多的新型电气工程设备,在对机电一体化的应用中,和当前既有的运行环境结合起来,加强对人机界面的改善,确保在机电一体化当中对PLC技术科学合理的应用,促进电气工程朝向智能化以及自动化方向发展。
        在机电一体化系统当中对PLC技术的不合理应用非常关键,也是未来社会发展的趋势,设计人员就需要按照机电一体化系统的实际运行情况,对计算机组网系统合理的完善,确保PLC电气控制系统能够更加的完善化。现阶段,PLC技术的实际应用范围也在不断的扩大,对其网络布局也是非常的广泛,密度也很大,在机电一体化当中有着很好的应用效果。将来PLC技术在电气设备当中的应用越来越多,保证通讯工具更加完整,控制系统的操作界面更加人性化。
        由于我国大型工业电气设备的快速发展,将PLC技术应用到自动化控制系统之中,能够更好的提高各项电气设备安全性能。由于网络技术的全面发展,机电一体化系统当中的 PLC 技术自动化程度不断提升,这也满足当前智能社会的发展要求。
结语
        综上所述,现实社会市场竞争愈发激烈,每个行业都面临着严峻竞争形势。机电生产行业结合PLC技术优势,创新生产模式与流程,打破常规生产模式的限制,促进行业生产质量与效率的提升,推动我国社会主义现代化建设,提升我国工业生产水平。
参考文献
[1]支松柏.PLC在机电一体化生产系统中的应用[J].江西电力职业技术学院学报,2019,32(05):8-9+12.
[2]刘景梅.PLC在机电一体化生产系统中的运用研究[J].山东工业技术,2015(01):210.
[3]李伟.PLC在机电一体化生产系统中的运用研究[J].黑龙江科技信息,2014(35):29.
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