PLC技術在機電一體化設計中的運用

徐錫偉 王世軍 劉璐

摘?要：隨著計算機、通訊、聯網等技術的不斷發展，PLC（可編程序控制器）已經深入到我國工業生產中的各個領域，并已經的到了廣泛的應用，尤其是機電一體化設計更大量的應用了PLC技術。基于這種情況，本文主要闡述了可編程序控制器的發展歷程，通過實例分析探討了PLC在機電一體化技術中的重要作用及應用。

關鍵詞：可編程序控制器;發展歷程;重要作用

前言

隨著工業生產技術的發展，傳統的機械控制生產模式已經不能滿足人們對生產生活的需求，因此現代工業已經摒棄傳統的生產模式，取而代之的是集成化、規模化的生產為模式。可編程序控制器是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置，并且這種新型控制模式已經深入到了工業生產控制的各個模塊，可編程序控制器在機電一體化的設計中也越來越得到了廣泛的應用，PLC的應用也將是機電一體化設計發展的趨勢。

1.PLC的定義和發展歷程

PLC（可編程序控制器）是隨著工業發展應運而生的一種以數字運算操作為基礎的電子裝置，其工作原理是采用可以編制程序的存儲器來儲存在控制器內部的各種運算及指令，其中包括計算機技術中的順序運算、邏輯運算、算術運算等。

并通過轉換器將人們輸入指令轉換成機器能夠識別機器語言，轉換完成后將指令輸出最終達到控制機械生產的目的[1]。

上個世紀六十年代可編程序控制器的雛形就已經產生，進入七十年代后PLC技術在國外已經得到了發展，一些中小型的企業已經開始應用。經過幾十年的發展，全球經濟一體化進程加快的同時，發達國家更加注重了對可編程序控制器知識產權的保護。對于我國PLC技術來說，沒有一個從研制開發到生產的過程，而是成套的設備引進來使得可編程序控制器得到廣泛的應用。

2.PLC技術在機電一體化設計中的運用

PLC技術與其他的控制器相比，其操作更簡單、抗干擾性強、穩定性和可靠性高。基于以上的優點，使得其在化工、電子、交通、機械等工業控制領域的機電一體化設計中得到了廣泛的應用。

2.1?PLC技術在機電一體化設計中對運動控制的應用

在機電一體化設計中，PLC主要是實現控制功能，在運動控制方面，它可以有效的控制機械的直線運動和曲線運動甚至是圓周運動。在不同的工業生產中，PLC技術可以體現其不同的應用特點，在電氣生產中，PLC技術可以很大程度上提升機械生產的性能，并可將自動化水平大大的增加。在設計運動控制的混凝土攪拌生產中，運用了PLC技術可以在很大程度上保證設備的穩定運行，經過實際研究分析，PLC技術可以有效的控制機械設備故障的發生率，為生產減少了能源的消耗，并提高了生產效率[2]。

2.2?PLC技術在機電一體化設計中對數據控制的應用

在機械加工的生產過程中，PLC會與計算機數據控制器組成一個整體，在控制機械加工運算方式的同時實現對數據的控制，通過窗口軟件，技術人員可以自由的對設備間的數據進行共享并控制，從已有的PLC技術發展趨勢來看，在今后的機電一體化系統中，基于PLC技術的控制將會占據主導地位。

2.3?PLC技術在機電一體化設計中對生產過程控制的應用

對于PLC技術能否在機電一體化設計中勝任重要的工作，要看PLC技術能否很好的對工業生產中生產過程進行很好的控制，在控制的過程中，技術人員可以根據相關的數據系數做為判定控制是否合格的重要標準，例如電壓、電流、溫度、壓力等相關數據的系數。經過對相關數據系數的當前值和歷史值的對比可以在第一時間得知機械生產過程中是否出現了故障及差錯，從而保證生產的效率和企業的經濟效益。在機械控制方面，PLC技術應用最廣泛的控制方式就對生產過程控制[3]。

3.PLC技術在機電一體化設計中應用實例

3.1?PLC技術在供水系統中的應用

PLC技術在各個領域的到了廣泛的應用，例如供水控制系統。隨著城市居民對供水的大量需求，供水管網的流量必須要隨用水量的變化而隨機變化才能滿足人們不同時間段對水量需要，傳統的控制方式不能夠控制的相對準確。因此水務企業在供水系統中應用了PLC技術。PLC技術可以保證管網的壓力變化不會因為水量的變化而對供水系統產生影響。其工作原理為：當供水設備啟動后其中一臺水泵在控制器的控制下設定一定的速率升速運行，運行一段時間后，管網壓力不斷升高以后，可以將當電機的轉速穩定在某一值，當用水量增大時電機轉速可以隨著水量的增加提高到一個新值并穩定。經過控制器的一些列控制可以在一定程度上減少供水過程中的資源浪費，還可以保證供水管道不會因為供水壓力的不規律而產生的損害。

3.2?PLC技術在閘門控制系統中的應用

我國大多數的水庫閘門控制仍然采用的是相對陳舊串阻啟動控制柜，由于近些年技術和經濟的不斷發展，串阻啟動控制柜已經不能體現其控制優勢，相反的在串阻啟動控制柜越來越展現了其接線工藝復雜、設備占地面積大的劣勢。相關技術人員對原有系統的工作原理進行認真研究和現場實際考察，考察結果發現運用PLC技術的?控制器不僅可以改善原有控制器的缺點，還能使閘門升降過程中的動作更加簡單，方便操作。其工作原理很簡單，只需保證抱閘與電機同步運行

并同時監測變頻器故障等信號，將內部指令結合閘位傳感信號做成控制軟件即可。

4.結語

經過本文以上的研究和論證分析，筆者可以得出以下結論，在機械控制領域PLC已經展現了其優勢，并為機電一體化設計做出了貢獻，但是在現實的成產生活中，為了能夠實現可編程序控制器的強大功能，發揮真正的作用，還需要大家做進一步的努力，首先應該深入的了解控制器所控制的對象，其次應該將PLC技術科學合理的應用在機電一體化設計中。近年來我國機電一體化成為工業發展新亮點，隨著我國工業向智能化、網絡化發展的趨勢，PLC已經展現了其強有力的優勢和廣闊的發展空間，并且將會為我國的機電一體化進程做出巨大的貢獻。

參考文獻：

[1]武文佳，丁廣鑫，趙明艷，等.基于Solid?Works&LabVIEW的虛擬原型機電一體化設計技術研究[D].西安電子科技大學，2012.

[2]寧芊，陸萬鵬，程日濤，等.機電一體化產品虛擬樣機協同建模與仿真技術研究[D].四川大學，2011.

[3]霍志璞，李春郁，馮麗君，等.機電系統虛實一體化的創新設計自動化理論與技術研究[D].山東大學，2012.