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PLC在机电一体化生产系统中的运用陈洁

发表时间：2020/7/2 来源：《基层建设》2020年第6期作者：陈洁

[导读] 摘要：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。

        开封东京空分集团有限公司河南省开封市 475000
        摘要：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。希望通过本文论述，为类似研究提供借鉴。
        关键词：PLC；机电一体化；生产系统；运用
        引言
        机电一体化生产系统现如今已经被广泛的应用在各大企业中，为企业效益的提高奠定了强有力的基础。PLC在机电一体化生产系统的合理应用，不但可以进一步提升机电一体化生产系统的运行稳定性与实际生产效率，还将有效提高企业市场核心竞争力，促进企业生产方式以及技术结构的共同升级。为这一目的的实现，企业必须深入研究PLC在机电一体化生产系统中的应用特征、功能模块及主要应用方向，深入挖掘PLC装置以及机电一体化生产系统的潜在应用价值。
        1PLC控制技术的含义和特点
        1.1PLC控制技术的含义
        PLC，ProgrammableLogicController，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。
        1.2PLC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机电控制系统的原理
        目前，计算机技术的发展速度很快，可以说是日新月益。然而，如果工厂本身工作环境较为恶劣，在设备操作的过程中若不能及时抵抗干扰，系统的稳定性、可靠性将会被大幅削弱。前面我们也分析了PLC控制技术自身所具有的优秀性能，这些也决定了它在工业制造的过程中必然会占据很重要地位。在实践过程中，作为专业的人员，只有在充分PLC机电控制系统的工作原理和控制结构的基础上，才能更好地调试PLC控制电路。

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        一般而言，在结构上，PLC控制系统主要由CPU模块、输入模块、输出模块、独立电源、编程软件和其他外部部件构成，这些部件各有不同功能，在控制中心CPU模块的调度下共同完成对机电设备或工业生产过程的实时控制。PLC部件主要是为了更好地实现工业控制而存在的[2]，在实际的安装和调试过程中，专业人员可以从整个系统的结构下手，先分析构成部件的具体功能，了解系统设计思路，进而解析系统的控制功能和工作任务等，之后再结合梯形图、逻辑功能、逻辑方程或其他语言进行用户程序的编写，最终完成系统的调试工作。
        3PLC技术与机电一体化的融合应用
        3.1运动控制
        现阶段，大多数企业所构建的PLC系统普遍由硬件、现场拓展以及软件结构构成，基于系统各部分开展组合作业，从而实现对PLC装置控制作用的有效发挥。而PLC的运动控制工作原理是基于所配置I/O功能模块对执行机构/单元以及所配置的传感器装置进行远程连接（在确保系统实际备用容量符合相应标准的前提下），对其下达相应控制指令，从而控制系统开展圆周运动或是直线运动（刘景梅，PLC在机电一体化生产系统中的运用研究，山东工业技术，2015年第1期）。相比而言，在机电一体化生产系统运动控制方向中，PLC具有可靠系数高、抗干扰性能强等诸多应用优势，在一定程度上提高了系统实际运行效率。而在PLC实际运行使用过程中，运动控制功能普遍被应用于控制机器人、电梯等设备。
        3.2开关逻辑控制
        与传统继电器装置相比而言，PLC具有结构可变性、程序可编辑性、控制形态灵活性等诸多特征。因此，在PLC机电一体化生产系统运行过程中，可根据工业现场实际情况，设备控制需求而对PLC程序进行个性化编辑，灵活切换各种逻辑运算方式与开关控制模式。例如结合系统实际运行情况，切换调控延时、组合、固定顺序等多种逻辑程序。在某生产型企业运行过程中，PLC系统逐渐对机电一体化生产系统中所构建继电器系统加以取代，结合系统运行情况以及实际生产情况对运输带、冲床等设备下达各项逻辑控制指令。此外，PLC在电磁阀控制、机床数控等领域中也得到了广泛普及应用，有效提高了机电一体化生产系统的运行稳定性、逻辑运算效率及质量。以PLC在CNC基床控制系统中的应用为例，由于系统本身具有良好数据处理能力以及图形显示能力。因此对PLC可编程逻辑控制器的应用，实现了对逻辑任务完成效率以及质量的优化提升，在短时间内即可快速完成逻辑处理任务，且对系统运行效率与稳定系数提供有力保障。
        3.3在通信和数据处理中的应用
        基于PLC系统支持下的机电一体化控制，能够实现众多的控制功能，包括算术、逻辑、关系、数据转换等。在通信方面利用多种通信协议的保障，实现设备与设备、设备与数据、数据与数据之间的网络联通，以实现“分散控制、集中管理”模式。数据处理方面PLC与机械加工设备的CNC系统组成一体，用户使用PLC独立编程软件编程，可以随时读写改变系统控制要求，实现PLC与CNC设备之间数据交换传送。
        结束语
        机电一体化生产系统中合理运用PLC技术，改善传统机电系统运行时问题，提升系统运行质量与效率，切实发挥PLC技术的优势，推动机电一体化生产智能化建设进程。机电一体化生产中运用新型技术PLC，实践表明可以提升产生效力，降低人工成本，改善传统生产时存在的缺陷。文中探讨PLC技术优势，分析机电一体化生产系统中运用PLC技术的措施。
        参考文献：
        [1]王宁.PLC技术在煤炭机电一体化控制中的作用[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（08）：222-223.
        [2]胡学武.试论PLC电梯系统的机电一体化技术[J].科技风，2019（09）：128.
        [3]李青松，林启华.PLC在机电一体化生产系统中的应用分析[J].山东工业技术，2019（08）：145.
        [4]马剑.机电一体化生产系统中PLC的应用研究[J].科技风，2019（04）：76.