智能工程機(jī)械控制中PLC的應(yīng)用

劉煒

摘 要： 針對(duì)PLC在智能機(jī)械控制上的實(shí)際應(yīng)用以及與其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析時(shí)，首先對(duì)智能工業(yè)機(jī)械系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行分析，其次對(duì)工業(yè)機(jī)械智能控制系統(tǒng)的架構(gòu)進(jìn)行分析。在工程機(jī)械的發(fā)展中，工程機(jī)械的控制十分重要，不僅關(guān)系到工程機(jī)械的靈活應(yīng)用，更與工程機(jī)械的安全性能之間存在密切聯(lián)系。筆者將在該文對(duì)工程機(jī)械的智能化發(fā)展進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并借此探討工程機(jī)械控制中智能控制技術(shù)的具體應(yīng)用。

目前，我國(guó)的工程機(jī)械水平已經(jīng)達(dá)到了較高的發(fā)展水平，也取得了較好的發(fā)展成果。伴隨智能化技術(shù)的不斷普及和廣泛應(yīng)用，確保工程機(jī)械控制逐漸向智能控制、分布控制等方向發(fā)展，進(jìn)而逐步提升我國(guó)的工程機(jī)械控制水平。

1.工程機(jī)械智能化的發(fā)展

工程機(jī)械的自身特點(diǎn)在于其使用的安全性、精準(zhǔn)性及可靠性，在工程機(jī)械中，自動(dòng)化系統(tǒng)是較為重要的控制系統(tǒng)。但是，工程機(jī)械的自動(dòng)化一般都被外國(guó)的先進(jìn)公司壟斷。工程機(jī)械的智能化發(fā)展。在道路施工機(jī)械的研究中，裝載機(jī)等系統(tǒng)均得到了智能化發(fā)展，并且實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)性和連續(xù)性較強(qiáng)的作業(yè)操作，但是，要想確保工程機(jī)械控制的智能化技術(shù)得到順利應(yīng)用，還需要相關(guān)人員對(duì)此進(jìn)行進(jìn)一步的論證分析。

2.智能工業(yè)機(jī)械手系統(tǒng)的架構(gòu)研究

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，促使各個(gè)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(jī)械在現(xiàn)代企業(yè)中逐漸找到了自己的定位，同時(shí)在發(fā)展過(guò)程中，能夠產(chǎn)生出良好的應(yīng)用效果，比如在無(wú)人車間、無(wú)人生產(chǎn)線等，都能夠發(fā)揮出實(shí)質(zhì)性的作用和價(jià)值。另外，在針對(duì)一些特殊的生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行操作時(shí)，比如一些高溫、放射性等場(chǎng)所時(shí)，智能機(jī)械也具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，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(dǎo)致的誤差現(xiàn)象，同時(shí)為工作人員的基本人身安全提供保障。

3.在工程機(jī)械控制中如何應(yīng)用智能控制技術(shù)

在目前應(yīng)用的工程機(jī)械中，根據(jù)其主要的應(yīng)用目的，可以將其分為兩個(gè)類別。其一為不要求操作及運(yùn)行質(zhì)量的工程機(jī)械，此類型工程機(jī)械的特點(diǎn)為作業(yè)介質(zhì)存在明顯的不均勻特點(diǎn)，施工作業(yè)也不存在任何規(guī)范性，施工具體載荷會(huì)出現(xiàn)明顯的變化。這一類工程機(jī)械會(huì)將動(dòng)力作為具體的性能指標(biāo)，也很看重燃油消耗情況及施工作業(yè)的具體生產(chǎn)率。其二為對(duì)于施工作業(yè)的質(zhì)量有明確要求的工程機(jī)械，這類工程機(jī)械的特點(diǎn)就是施工介質(zhì)較為均勻，且具體的工作裝置與相關(guān)介質(zhì)之間的互相作用產(chǎn)生的負(fù)荷值較為穩(wěn)定。此類型的工程機(jī)械最為看重的是施工作業(yè)的整體質(zhì)量，其次分別為動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及具體的施工生產(chǎn)率等，筆者將在下文對(duì)此分別作簡(jiǎn)要分析。

3.1智能工業(yè)機(jī)械手系統(tǒng)的架構(gòu)研究

智能控制系統(tǒng)主要是指設(shè)備在沒(méi)有任何工作人員操作和干預(yù)的情況下，仍然可以根據(jù)實(shí)際情況，或者是已經(jīng)制定好的口令實(shí)現(xiàn)自主執(zhí)行的操作模式。智能控制設(shè)備意味著設(shè)備應(yīng)用了智能控制系統(tǒng)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)其自主的運(yùn)行操作模式，，系統(tǒng)會(huì)在加電之后開(kāi)始啟動(dòng)，在這一基礎(chǔ)上，對(duì)器件會(huì)實(shí)施有效的檢測(cè)，一直檢測(cè)到工件到位之后，將信號(hào)傳輸?shù)街骺豍LC當(dāng)中。在接收到信號(hào)之后，主控PLC會(huì)根據(jù)實(shí)際情況，下達(dá)相對(duì)應(yīng)的指令，執(zhí)行件就會(huì)開(kāi)始下降，并且形成抓緊，在檢測(cè)到抓緊之后，其就會(huì)發(fā)出上升的指令。也就是說(shuō)在實(shí)踐中，無(wú)論是任何一個(gè)環(huán)節(jié)的操作，都需要依靠主控PLC對(duì)其下達(dá)的指令，只有根據(jù)指令執(zhí)行，才能夠最終達(dá)到良好的執(zhí)行效果。

3.2挖掘機(jī)的智能控制

目前，挖掘機(jī)的智能控制策略一般分為兩種形式：一種形式為負(fù)載控制;另一種形式則為動(dòng)力控制。負(fù)載控制形式的挖掘機(jī)，其內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)在輸出功率保持一定狀態(tài)的情況之下，內(nèi)部的負(fù)載系統(tǒng)會(huì)對(duì)動(dòng)力輸出進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，具有十分明顯的按勞分配特點(diǎn)。而動(dòng)力控制形式的挖掘機(jī)，其內(nèi)部的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)根據(jù)挖掘機(jī)實(shí)際的作業(yè)情況為其提供必要的動(dòng)力輸出，帶有極為明顯的按需分配性質(zhì)。將智能控制技術(shù)與挖掘機(jī)相結(jié)合，智能性較強(qiáng)的控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)降低挖掘機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的具體轉(zhuǎn)速。除了上述類型的挖掘機(jī)智能控制技術(shù)之外，ITCS系統(tǒng)也是其中較為重要的一類智能控制技術(shù)系統(tǒng)。此類型的智能控制技術(shù)可以利用模糊邏輯的相關(guān)理論，對(duì)施工作業(yè)的類型進(jìn)行識(shí)別，還可以對(duì)挖掘機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)控，并且對(duì)挖掘機(jī)內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)的具體轉(zhuǎn)速等進(jìn)行科學(xué)調(diào)整。該智能控制技術(shù)可以在低負(fù)荷的狀態(tài)下有效降低挖掘機(jī)的轉(zhuǎn)速，確保挖掘機(jī)施工的精準(zhǔn)程度。此外，該智能控制技術(shù)還可以對(duì)挖掘機(jī)本身的工作地點(diǎn)、具體的工作情況及挖掘機(jī)的運(yùn)行信息等進(jìn)行遠(yuǎn)程輸送，確保相關(guān)用戶利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等獲得挖掘機(jī)的最新工作信息。

3.3壓路機(jī)的智能控制

除了挖掘機(jī)之外，目前，很多壓路機(jī)在運(yùn)行中也會(huì)與智能控制技術(shù)相結(jié)合。將智能控制技術(shù)用于壓路機(jī)中，最早見(jiàn)于20世紀(jì)的80年代。最早的智能類型壓路機(jī)在運(yùn)行中應(yīng)用了歐米伽計(jì)這一技術(shù)，該技術(shù)是一種智能型的測(cè)量技術(shù)，由加速度傳感器及顯示表、電子單元等共同構(gòu)成。壓路機(jī)振動(dòng)輪的具體加速度主要是隨著施工環(huán)境中土壤的硬度而產(chǎn)生改變的，可以直接利用系統(tǒng)中的顯示器及時(shí)觀察工作中每一個(gè)被壓實(shí)路段的壓實(shí)狀況。這樣一來(lái)，壓路機(jī)的操作人員可以對(duì)具體工作的效果進(jìn)行直觀觀察，進(jìn)而確保路段壓實(shí)的整體質(zhì)量，避免出現(xiàn)不合格之處。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，PLC在智能機(jī)械控制中的實(shí)際應(yīng)用可以與一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合。這樣不僅能夠利用模塊化的設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC程序的設(shè)計(jì)，而且還能夠最大限度保證滿足現(xiàn)階段智能機(jī)械控制系統(tǒng)的需求。智能控制技術(shù)可以利用相關(guān)的數(shù)學(xué)模型等，為工程機(jī)械控制選擇最優(yōu)控制方法，并且針對(duì)存在的不確定性問(wèn)題等幫助工程機(jī)械控制系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。筆者在該文中對(duì)工程機(jī)械智能化自身具體的發(fā)展進(jìn)行了簡(jiǎn)析，并以挖掘機(jī)、壓路機(jī)設(shè)備為例，分析了智能控制技術(shù)在工程機(jī)械控制中的應(yīng)用，望能給相關(guān)人士提供科學(xué)參考。