PLC在智能機械控制上的應用與關鍵技術分析

于琦

（中國人民解放軍陸軍軍事交通學院，天津 300161）

科學技術的進步和發(fā)展，促使各個行業(yè)逐漸朝著智能化和科技化、現(xiàn)代化的發(fā)展。智能機械在現(xiàn)代企業(yè)中逐漸找到了自己的定位，同時在發(fā)展過程中，能夠產(chǎn)生出良好的應用效果，比如在無人車間、無人生產(chǎn)線等，都能夠發(fā)揮出實質(zhì)性的作用和價值。另外，在針對一些特殊的生產(chǎn)環(huán)境進行操作時，比如一些高溫、放射性等場所時，智能機械也具有非常明顯的優(yōu)勢特點，能夠打破傳統(tǒng)人工操作的局限性。這樣不僅能夠節(jié)省人力資源，而且還能夠盡可能避免由于人為因素而導致的誤差現(xiàn)象，同時為工作人員的基本人身安全提供保障。

1 智能工業(yè)機械手系統(tǒng)的架構研究

智能控制系統(tǒng)主要是指設備在沒有任何工作人員操作和干預的情況下，仍然可以根據(jù)實際情況，或者是已經(jīng)制定好的口令實現(xiàn)自主執(zhí)行的操作模式。智能控制設備意味著設備應用了智能控制系統(tǒng)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)其自主的運行操作模式，從圖1中所展示出的內(nèi)容可以看出，智能控制系統(tǒng)在發(fā)展過程中，主要經(jīng)歷了四個階段。如圖1所示。

圖1 智能控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史示意圖

1.1 智能控制的基本構成

在針對智能控制的基本構成情況進行分析時，可以將圖2中的內(nèi)容作為基礎。

圖2 智能控制的基本構成示意圖

通過對圖2中所示內(nèi)容進行分析可以得知，智能控制當中主要是由信息反饋、信息采集、信息處理和執(zhí)行這幾個部分相互組合而成。信息采集主要是通過不同渠道對相關信息進行獲取，并且將信息真實有效的傳遞到信息處理部分當中。在針對信息進行處理時，不僅要保證信息的真實性和有效性，而且還要對其進行相對應的統(tǒng)計和分析，這樣才能夠保證運算結(jié)果的準確性。在信息處理之后，將其傳輸?shù)綀?zhí)行環(huán)節(jié)當中，執(zhí)行環(huán)節(jié)相關工作人員可以根據(jù)實際情況對其進行判斷之后發(fā)出控制指令，這樣就可以直接開始執(zhí)行命令。最后信息反饋則是針對前期的一系列執(zhí)行行為進行檢查，看其是否按照規(guī)定要求進行操作，同時將其檢測到的一系列信息再傳遞到信息處理當中。這樣在實踐中能夠逐漸形成一個閉環(huán)操作的模式，保證信息在整個流程中的準確性和有效性，其中工業(yè)機械手可以被看作是一種經(jīng)典的智能控制系統(tǒng)，在現(xiàn)階段已經(jīng)逐漸被普及。

1.2 工業(yè)機械手的運行特征

如圖3所示，該圖主要描述工業(yè)機械手的執(zhí)行件。

圖3 工業(yè)機械手日常工作示意圖

通過圖3中的內(nèi)容可以總結(jié)出工業(yè)機械手在日常運行過程中的具體流程。在工業(yè)機械手運行過程中，系統(tǒng)會在加電之后開始啟動，在這一基礎上，對器件會實施有效的檢測，一直檢測到工件到位之后，將信號傳輸?shù)街骺豍LC當中。在接收到信號之后，主控PLC會根據(jù)實際情況，下達相對應的指令，執(zhí)行件就會開始下降，并且形成抓緊，在檢測到抓緊之后，其就會發(fā)出上升的指令。也就是說在實踐中，無論是任何一個環(huán)節(jié)的操作，都需要依靠主控PLC對其下達的指令，只有根據(jù)指令執(zhí)行，才能夠最終達到良好的執(zhí)行效果。

2 工業(yè)機械手智能控制系統(tǒng)架構研究

2.1 系統(tǒng)的模塊構成

圖4 智能控制系統(tǒng)的架構示意圖

圖4主要顯示的內(nèi)容是機械手的硬件架構示意圖，機械手的硬件架構主要由主控、電氣和機械這三個部分相互組合而成。主控部分在其中具有非常重要的地位，其主要是指可編程控制器，也可以將其稱之為PLC。通過對實際情況進行調(diào)查分析可以看出，主控部分在其中的主要功能體現(xiàn)在以下幾個方面，其一是其可以被應用在一些內(nèi)部儲存程序當中，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)對邏輯運算的有效指令，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)定時、計數(shù)和算術等操作。其二是主控部分可以直接接收到客戶指令，并且利用數(shù)字或者是模擬式輸入、輸出等各種不同的控制類型對其實際生產(chǎn)過程進行實時有效的監(jiān)督和控制，最大限度保證機械控制的效果。另外電氣部分在實際應用過程中，其主要包括繼電器、電源、輸入輸出設備等，需要根據(jù)實際情況對其進行調(diào)整，這樣才有利于將電氣部分自身的功能充分發(fā)揮。最后是機械部分，主要是指手部、機身等一些基本硬件構件。

2.2 工業(yè)機械手智能控制系統(tǒng)的電氣構架

圖5中所展示的內(nèi)容是工業(yè)機械手的基本電氣圖。

圖5 智能控制系統(tǒng)的電氣構架示意圖

通過對圖5中所示內(nèi)容進行分析可以看出，在左側(cè)所顯示出的大部分都是輸入部分，可以針對各種信號進行有效的檢測。而右側(cè)則是輸出部分，可以針對各種執(zhí)行件形成有效的監(jiān)督和控制。比如如果在實際操作過程中，其輸入24伏的信號，其中包括一些檢測、復位或者是電位器等環(huán)節(jié)，那么在輸出時，也會直接由24V繼電器負責輸出。也就是說，在整個流程操作過程中，需要依靠控制繼電器的觸點，對實際執(zhí)行件的實際情況進行分析，這樣能夠從中起到良好的控制效果。

2.3 工業(yè)機械手智能控制系統(tǒng)的軟件架構

整個工業(yè)機械手智能控制系統(tǒng)軟件系統(tǒng)中包括四個部分，其中自動工作部分主要是指自動程序處理模塊，在實踐中可以根據(jù)實際情況對其進行有效分析，并且按照編程原則對所有控制動作進行實時有效的監(jiān)督和控制。手動工作則是指手動程序處理模塊，也就是說在實踐中，需要根據(jù)實時控制的基本編程原則，按照流程一步一步的完成所有下達的控制動作。通過實際情況可以得出，手動工作部分主要被應用在一些單步調(diào)試當中，這樣能夠有利于將整體作用發(fā)揮到實處。自檢部分則是指需要對系統(tǒng)場地數(shù)據(jù)進行準確有效的分析，并且保證檢測結(jié)果具有真實性和有效性。除此之外，在故障檢測過程中，主要是幫助維修人員尋找故障原因，有利于幫助維修人員提出有針對性的維修意見。

3 結(jié)語

綜上所述，PLC在智能機械控制中的實際應用可以與一些關鍵技術進行有效結(jié)合。這樣不僅能夠利用模塊化的設計模式實現(xiàn)對PLC程序的設計，而且還能夠最大限度保證滿足現(xiàn)階段智能機械控制系統(tǒng)的需求。

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