PLC在智能機械控制上的應用與關鍵技術分析

楊貝貝　張震

【摘? 要】科技的進步，促進工業建設事業得到快速發展。PLC是一種常見的工業控制器，主要利用微處理器技術有效控制工業設備，具有良好的抗干擾性和可靠性。利用PLC技術可以極大提升機械的自動化水平，進而實現智能化的智能控制。因此在當前的工業生產中，為了有效提升生產效率和生產的安全性，通常會引入PLC控制技術，例如無人生產線構建等，不僅有打破了傳統人工操作的局面，而且能夠避免惡劣生產環境的諸多限制，對于提升企業的經濟效益有著積極的意義。本文就PLC在智能機械控制上的應用與關鍵技術展開探討。

【關鍵詞】PLC;智能機械;關鍵技術

引言

隨著科技的高速化發展，PLC自動化技術已經在機械制造中廣泛的應用，已經成為自動控制領域的一項新的技能。PLC自動化技術是由系統控制下的一個機械手臂，可以簡單的實現對物體的抓、搬運等基本動作。其優點就是減少了人為的機械操作，提升了企業的工作效率。

1PLC技術概述

PLC（Programmable Logic Controller），中文名稱為可編程控制器，是一種電氣自動化控制裝置，國際電工委員會（IEC）將PLC定義為：是在工業環境中使用的數字操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它使用可編程存儲器內部儲存用戶設計的指令，這些指令用來實現特殊的功能，諸如邏輯運算、順序操作、定時、計數以及算術運算和通過數字或模擬輸入/輸出來控制各種類型的機械或過程。快速發展的科學理論為PLC技術的飛速發展打下了堅實的基礎。電子設備越來越微型化，能在復雜的機械設備中實現對儀器的自動控制。PLC技術有便捷、能耗較低、反應迅速等優點。越來越多的傳統機械控制設備被PLC技術慢慢替代。PLC技術在實際的運用過程中，往往有較強的系統穩定性，從而使得機械設備能長期投入工作。PLC技術使得機械設備的穩定性明顯提高，也能避免傳統機械開關所帶來的缺點，使得企業的生產成本不斷降低。

2PLC技術的優勢

2.1操作方便快捷

機械自動化控制PLC技術最顯著的一個特點就是操作十分的靈活方便，這也是PLC技術能夠被廣泛應用的最重要原因之一。以往在機械自動化控制系統的應用中，采用以往的技術十分的繁瑣復雜，對人力物力都產生了很大的消耗。而將PLC技術應用在機械自動化控制系統中，十分的方便靈活，在實際的操作過程中，很大程度的將工作人員解放了出來，為工作人員提供了很大的便捷性，并且工作效率也得到了顯著的提升。通過對PLC技術的應用，工作人員不需要做太多繁瑣的操作，只需要通過觀看就可以對PLC技術立即做出調整，使工作人員的工作針對性更強，工作效率也更高。既簡化了自動化控制系統的工作流程，同時也使自動化控制系統的裝置運行得到了最大程度的簡化。

2.2功能強大

自動控制系統受到PLC技術的控制與信息數據采集的影響。工作人員能通過PLC技術對系統中的圖像信息進行不斷收集。與此同時，工作人員還能通過PLC技術對系統所收集的信息進行分析。傳統的機械自動化系統很容易受到來自外界的干擾，但機械自動化系統運用PLC技術以后，使得系統擁有較強的抗干擾能力。這主要是PLC技術能將系統內的各個模塊進行隔離，從而使得系統的抗干擾能力較強。

3PLC在智能機械控制上的應用

3.1邏輯運算

PLC系統可以根據客戶的需求設定邏輯算法，當輸入特定的信號之后，就能根據信號輸出控制的指令，進而實現自動化的控制。目前在自動生產線和單片機上，PLC技術就主要應用于控制系統中，這正是借助其強大的邏輯運算能力。通過這種邏輯運算，就減少了生產過程中的人工輸出，可以有效節省成本，而且能夠減少其他因素對生產的影響。

3.2數據處理

PLC控制系統具有強大的控制功能，其中包括計算機運算功能、系統數據傳輸功能、信息轉換功能以及科學排序功能等。另外，PLC控制系統能夠準確采集重要信息數據并進行有效歸納，使用專用信息接口進行數據傳輸，將指令傳達到智能機械系統中。

3.3運動控制

PLC技術在接收到特定信號之后會輸出運動控制的指令，因此在實際的應用中，PLC通常會和伺服電機等結合，這樣就能實現復雜的運動控制。目前在數控機床等設備中，就是采用PLC技術的運動控制功能。

3.4集成系統中應用

集成系統的優勢是使用效率十分高，成本很低，這就使很多企業十分青睞該系統，但是不可忽視的是，集成系統的缺點也十分顯著，在具體應用的過程中，集成系統在需要對某個控制對象進行改變的時候，必須要使全部的系統停止運行，這樣不僅十分繁瑣，還會為大大降低系統的運行效率。而將PLC技術應用在自動化控制系統中，可以實現對某個控制區域進行單一調整，而不影響整個系統的繼續運行。

4PLC在智能機械控制中的應用實例與關鍵技術分析

4.1應用實例分析

本文選取智能機械手臂控制系統作為應用實例進行分析，該系統是當前PLC在智能控制系統中的應該典型。其在系統中應用的關鍵技術是具有突出代表屬性的。智能機械手臂控制系統通電啟動運行期間，系統中的檢測裝置會借助傳感器設備進行工位檢測，然后得出相應檢測結果，進行信號發送，當PLC控制系統接收到相關信號之后，系統將會執行下降指令，實現相關操作。系統下降到制定位置之后，PLC控制系統接收到下降信號，會隨之發出停止下降指令，機械接收指令之后會停止下降繼而操作抓緊指令，然后實現工件抓緊，帶PLC控制系統發出上升指令之后，系統接受到指令上升到指定位置，會繼續按照左右調節指令進行微調，直到系統發出到位提醒之后，設備會停止微調指令，繼續執行放松指令，完成工件到位操作，此時系統會進行到位檢測，確認到位之后所有指令停止，然后開始重復作業，這就是PLC在智能機械手臂控制系統中的應用流程。

4.2關鍵技術分析

4.2.1主控系統中的應用

主控系統是實現智能機械運作的關鍵，也是整個智能設備的“大腦”。PLC技術在控制主要就是通過主控系統來實現，通過特定的程序來運算數據，然后識別特征和發布控制指令。主控系統中有預設好的程序模塊，其整個系統的運作都依靠邏輯運算，各種規定的機械運作會按照實際反饋的信息執行，而且在該過程還包含著系統故障的檢測。在這個過程中，需要CPU的支持，PLC負責具體的系統運作。一般在大型智能機械設備中，主控系統會分為手動程序和自動程序兩種，這是為了加強對機械設備運作的整體控制。在通常情況下，自動程序會根據預先設定的方式運作，各項信息的處理與分析由PLC實現，然后傳遞給主控系統，之后就是各項指令的實現。但是當遇到突發情況，還可以通過手動控制來進行智能機械設備的操控。從本質上來看，在主控系統中，PLC技術應用的關鍵就在于程序的存儲和實現。

4.2.2電氣系統中PLC關鍵技術分析

電氣系統主要功能是對電氣設備進行合理管控，其中重要電氣設備包括電源裝置、繼電器裝置、輸出端口裝置以及輸入端口裝置等。想要保證系統中信號數據的有效傳輸和監控質量，需要應用數字信號轉換技術、設備檢測技術以及繼電器控制技術等進行綜合技術控制。

4.2.3機械系統中的應用

機械系統是PLC的命令執行者，以機械手臂為例，其轉軸、動作臂和夾頭都是機械系統的重要組成部分，它相當于“手”和“腳”。在機械手臂運作的過程中，各項命令信號最終都是通過機械系統實現的，能夠根據生產的實際需求做出抓、放、移動等操作。

結語

將PLC技術運用在智能機械控制中，有利于提高機械設備運轉的效率，使得機械系統更為穩定。PLC技術能使得智能機械控制系統性能更為優異。隨著我國不斷快速發展，PLC技術將會越來越重要，在未來將會與人工智能技術相互結合，使得智能機械控制水平進一步提高。

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[4]常娜娜.PLC在智能機械控制中的應用及技術分析[J].科技風，2019（10）

作者簡介：

楊貝貝（1991.2-），女，漢族，籍貫：河南開封，商丘工學院，助教，碩士研究生學歷，專業：機械電子工程，研究方向：智能制造，人工智能

張震（1986.01—），男，漢族，籍貫：河南商丘人，商丘工學院，助教，碩士學位，專業：機械設計及理論，研究方向：機電一體化，機器人

（作者單位：商丘工學院）