PLC在機電一體化生產系統中的應用

郭祎

摘要

PLC可編程控制器是一種專用工業控制微機系統，所采用的是典型的計算機系統結構，適用的范圍是以工業現場作業為主的電控控制機。在現代工業發展中，機電一體化正處在不斷發展和完善的過程中。PLC可編程控制器是一種很有發展空間的控制系統，首先對PLC可編程控制器和機電一體化作一個簡單的介紹，之后再淺談PLC可編程控制器在機電一體化生產系統中的應用。

【關鍵詞】PLC可編程控制器 機電一體化 邏輯控制 生產系統中的應用

現代科學技術的迅速發展和廣泛應用導致在一定程度上促進了工程領域的技術革命。中國機械工程領域的重大學術進展、微電子技術等相關技術的迅速發展以及其自身向機械工業領域的滲透最終促成了機電一體化的產生，最終促成機械電氣化階段邁入機電一體化階段。

1 PLC可編程控制器的定義、結構及功能

PLC可編程控制器為了避免與個人計算機PC（Personal Computer）相混淆，所以改為PLC可編程控制器（Programmable Logic Controller）即可編程邏輯控制器。

PLC可編程控制器實質是一種專用于工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本構成為電源和中央處理單元。PLC可編程控制器的電源在整個系統中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統是無法正常工作的，因此PLC可編程控制器的制造商對電源的設計和制造也十分重視。中央處理單元（CPU）是PLC可編程控制器的控制中樞。它按照PLC可編程控制器系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。

1987年2月，國際電工委員會（IEC）在可編程控制器的標準草案中做了如下定義“可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計，它采用可編程序的存儲器存儲邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式和模擬式的輸入/輸出接口，控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外圍設備，易于與工業控制系統連成一個整體，并易于擴充其功能。

可編程控制器在其內部結構和功能上都類似于通用計算機，所不同的是可編程控制器還具有很多通用計算機所不具備的功能和結構。如PLC可編程控制器有一套功能完善且簡單的管理程序，能夠完成故障檢查、用戶程序輸入、修改、執行與監視等功能；PLC可編程控制器還有很多適應于各種工業控制系統的模塊；由于這些特點，目前可編程控制器己成為工業自動控制系統的重要支柱。

2 機電一體化概述

機電一體化是以電子技術特別是微電子技術為主導、多種新興的技術與機械設計交叉、融合而形成的綜合性高技術，是機械和電子技術的有機結合產物。機電一體化正處在不斷發展和完善的過程中，是一種嶄新的學術思想，除了強調機與電的有機結合，還具有更深刻、更廣泛的涵義。

現階段我們按照機電一體化的思想，凡是由各種現代高新技術與機械和電子相互結合而形成的各種技術、產品或系統，均屬于機電一體化范疇。因此，目前人們談論的機電液一體化、機電光一體化、機電信一體化都屬于機電一體化。

3 PLC在機電一體化生產系統中的應用分析

目前，PLC可編程控制器已經廣泛與機械、電子、交通等幾乎所有的工業控制領域，以下是PLC可編程控制器在機電一體化中的應用。

3.1 運動控制

通過PLC可編程控制器能夠有效控制直線運動或者圓周運動，通常在工業現場，各個輸入接點和輸出設備都有各自的代號，PLC可編程控制器的內部會分配給每一個輸入信號和輸出信號，即對繼電器進行編號。PLC可編程控制器在磁選機中引入PLC可編程控制器控制能夠最大程度地改善設備的電氣性能和自動化水平，能夠確保設備長期穩定運行。混凝土攪拌站工作原理中運動控制中引入PLC可編程控制器控制系統能夠解決實際生產問題的方法，尤其是降低能源消耗量以及系統設備故障率起到了前所未有的使用價值。

3.2 開關邏輯量控制

開關量的邏輯控制取代傳統繼電器控制系統是現代最先進的自動化控制系統。另外，PLC可編程控制器還廣泛應用于化工領域中的各種泵和電磁閥的控制，冶金企業的高爐上料系統、軋機、連鑄機、飛剪的控制。

3.3 過程控制

當PLC可編程控制器投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入I/O映象區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之后，最后將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行。

4 結語

綜上所述，以計算機和網絡為核心的現代技術的不斷發展正在越來越深刻地改變著我們的生產，機械制造業信息化發展將來定會成為主導。機械制造業的發展方向是將傳統的制造技術與現代信息技術的融合，最終在機電一體化生產系統中深入更新換代。PLC可編程控制器技術在機械制造業中將會有極大的發展空間，以PLC可編程控制器技術為核心的控制系統將來會在機電設備電氣控制應用中得到普及。

參考文獻

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