PLC技術(shù)應(yīng)用背景下機(jī)電一體化控制研究

劉同姓

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及科技的進(jìn)步，我國工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程也不斷加快，其中PLC技術(shù)的出現(xiàn)及應(yīng)用，促使工業(yè)化生產(chǎn)朝著自動(dòng)化、信息化方向發(fā)展，并促進(jìn)機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域重大變革，大大提升了工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)水平?；诖?，本文主要基于PLC技術(shù)應(yīng)用的背景下，對(duì)當(dāng)前機(jī)電一體化控制系統(tǒng)進(jìn)行探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);機(jī)電一體化;自動(dòng)化;控制

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，并進(jìn)入到持續(xù)提升的狀態(tài)。受益于技術(shù)變革與創(chuàng)新，工業(yè)領(lǐng)域智能化水平也不斷提升，其中在機(jī)電一體化控制上，廣泛應(yīng)用了PLC技術(shù)，二者的相互融合，能夠有效提升工業(yè)生產(chǎn)的效率，同時(shí)也能夠整體提升工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)含量。可見，PLC技術(shù)具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。

1、PLC技術(shù)與機(jī)電一體化的概述

1.1PLC技術(shù)概述

PLC的全稱是可編程邏輯控制器，是科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步形成的產(chǎn)物，其融合了微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，只需要通過簡單的指令便可實(shí)現(xiàn)全面的控制，相比較于傳統(tǒng)的控制模式，可以大大提高工作效率。PLC技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，主要是對(duì)工業(yè)現(xiàn)場的自動(dòng)化控制，其借助微電腦技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化控制，同時(shí)可利用微機(jī)技術(shù)的信息儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)計(jì)算等功能輸入和輸出數(shù)字信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場的全面控制。將PLC技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，是工業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)與發(fā)展的必然要求，同時(shí)也能夠有效提升工業(yè)生產(chǎn)的效率及自動(dòng)化水平。

1.2機(jī)電一體化概述

隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)水平的不斷提升，出現(xiàn)了機(jī)電一體化技術(shù)，這種技術(shù)有利于促進(jìn)生產(chǎn)力的提升，且在工業(yè)生產(chǎn)需要不斷提升的背景下，機(jī)電一體化技術(shù)快速發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)也是科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，其融合了電子技術(shù)、軟件技術(shù)及傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)，充分發(fā)揮了電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了“三位一體”的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。目前機(jī)電一體化廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域中，并受到了高度的認(rèn)可，隨著社會(huì)需求的不斷增加，機(jī)電一體化系統(tǒng)中也融入了許多新技術(shù)，促使該技術(shù)不斷完善與發(fā)展。

2、PLC技術(shù)與機(jī)電一體化控制系統(tǒng)融合設(shè)計(jì)的要求

要想實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)與機(jī)電一體化控制的融合，首先需要明確PLC系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的完善，以及PLC系統(tǒng)軟件硬件的設(shè)計(jì)，從而更好地發(fā)揮出PLC技術(shù)在機(jī)電一體化控制中的作用。

2.1PLC系統(tǒng)的構(gòu)成

PLC系統(tǒng)主要是由中央處理單元、輸入和輸出電路、編程器、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器及電源等部分構(gòu)成。具體可見下圖1。

圖1 PLC系統(tǒng)構(gòu)成要素圖

2.2設(shè)計(jì)內(nèi)容

在實(shí)現(xiàn)PLC系統(tǒng)與機(jī)電一體化控制系統(tǒng)融合時(shí)，需要明確具體的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上針對(duì)性地完善系統(tǒng)，具體包括這幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）明確關(guān)鍵技術(shù)，在完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求，把握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù);（2）明確控制的需求，在應(yīng)用PLC系統(tǒng)時(shí)應(yīng)當(dāng)建立在設(shè)備控制需求上對(duì)控制環(huán)節(jié)進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)和完善;（3）選擇合適的設(shè)備，在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)時(shí)，必須要保證選擇系統(tǒng)設(shè)備的質(zhì)量，以此更好地發(fā)揮出PLC技術(shù)的作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的高效控制;（4）界面設(shè)計(jì)應(yīng)突出人性化的特點(diǎn)，以便相關(guān)人員更好地進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)的操作，并滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要;（5）重視系統(tǒng)的調(diào)試工作，在完成整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)試，確保各個(gè)參數(shù)設(shè)置的合理性，并編寫具體的操作使用手冊(cè)，通過配圖的方式明確操作注意事項(xiàng)，從而確保PLC技術(shù)作用有效發(fā)揮。

2.3硬件軟件設(shè)計(jì)

為了更好地發(fā)揮PLC技術(shù)在機(jī)電一體化控制中的作用，還需要重視硬件軟件的設(shè)計(jì)。首先在硬件設(shè)計(jì)方面，要結(jié)合PLC系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用選擇，其次在軟件設(shè)計(jì)方面，由于是編程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容，所以應(yīng)保證設(shè)計(jì)的軟件具有通用性和易操作性，從而提升整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用銜接能力。

3、PLC技術(shù)與機(jī)電一體化控制系統(tǒng)融合的體現(xiàn)

3.1控制功能的實(shí)現(xiàn)

將PLC技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，首先需要實(shí)現(xiàn)控制功能的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)基于系統(tǒng)實(shí)用性的角度出發(fā)，在具體的設(shè)計(jì)過程中，利用PLC技術(shù)簡單、易操作及控制方便的編制方式，以此提高機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的實(shí)效性。控制功能是機(jī)電一體化系統(tǒng)的重要部分，尤其是在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)設(shè)備控制調(diào)節(jié)的精度要求更高，所以在進(jìn)行融合設(shè)計(jì)時(shí)，要重點(diǎn)進(jìn)行控制功能的實(shí)現(xiàn)。比如可將PLC技術(shù)在運(yùn)動(dòng)控制中運(yùn)用，以此實(shí)現(xiàn)曲線、直線等各平面運(yùn)行的實(shí)施控制，其應(yīng)用原理主要是借助PLC技術(shù)輸入和輸出模塊以及相應(yīng)的位置傳感器，以此進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，并且還能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以此對(duì)相應(yīng)的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)整，確保系統(tǒng)控制的精準(zhǔn)性。又比如可設(shè)置一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制卡，并作為PLC的輸出繼電器，然后通過PLC編程的方式利用中間繼電器對(duì)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)函數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此實(shí)現(xiàn)各工位主軸的調(diào)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)相互之間的互鎖控制，進(jìn)而提升機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

3.2數(shù)控控制功能的實(shí)現(xiàn)

在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，需要借助數(shù)控控制的方式進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的原料加工作業(yè)，一般由上位機(jī)讀取對(duì)應(yīng)的加工代碼，然后將相應(yīng)的指令傳至下位機(jī)中，下位機(jī)根據(jù)指令完成相應(yīng)的動(dòng)作，從而完成生產(chǎn)設(shè)備原料加工過程，這一過程便是數(shù)控控制，且需要PLC技術(shù)的支持。因此，在實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)與機(jī)電一體化控制系統(tǒng)融合時(shí)，也要重視數(shù)控控制功能的實(shí)現(xiàn)，具體的流程這幾個(gè)方面：（1）對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置;（2）編譯及讀取數(shù)控控制代碼;（3）PLC系統(tǒng)發(fā)送指令;（4）PLC系統(tǒng)根據(jù)指令完成動(dòng)作。另外，在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，由于數(shù)控控制還需要對(duì)系統(tǒng)的壓力、流量、溫度、電流及電壓等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行控制，這些參數(shù)控制的效果直接影響最終生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，所以在實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)與機(jī)電一體化控制系統(tǒng)融合時(shí)，要重點(diǎn)突出控制控制，針對(duì)上述提到的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行全面的分析，強(qiáng)化這些持續(xù)變化的參數(shù)的有效控制，確保能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求，從而更好地完成生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)目標(biāo)。

3.3自動(dòng)控制與監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)

在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，除了要保證自動(dòng)化運(yùn)行控制與數(shù)控控制以外，還需要考慮數(shù)控控制過程中對(duì)應(yīng)流程的控制，包括代碼控制和其余部分程序化的設(shè)置，所以也需要借助PLC技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制與監(jiān)控功能的設(shè)計(jì)，通過順序控制的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行控制。PLC技術(shù)的順序控制流程具體為：（1）創(chuàng)建控制流程圖;（2）結(jié)合控制流程圖建立對(duì)應(yīng)的功能順序;（3）借助PLC系統(tǒng)編程方式獲取梯形圖。在這一自動(dòng)化控制過程中，由PLC系統(tǒng)進(jìn)行任務(wù)執(zhí)行及自動(dòng)化控制，直到數(shù)控控制加工環(huán)節(jié)，由自動(dòng)控制程序進(jìn)行數(shù)控控制，從而完成PLC系統(tǒng)順序控制。另外，在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中應(yīng)用PLC技術(shù)，處理能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制，也能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控，可以對(duì)生產(chǎn)過程中的各設(shè)備工位進(jìn)行監(jiān)控，相關(guān)人員只需要在控制界面中輸入所需要完成的工位代碼，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行，且工作人員也能夠從系統(tǒng)加工界面實(shí)時(shí)查看數(shù)控加工的代碼。

結(jié)語：

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)PLC技術(shù)與機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的融合，是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的必然要求，同時(shí)也是機(jī)電一體化機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的重要途徑，因此在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)PLC技術(shù)的應(yīng)用，充分發(fā)揮PLC技術(shù)在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中的作用，從而促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)效率的提高，并不斷提升機(jī)電一體化生產(chǎn)技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓文斗.機(jī)電一體化工程技術(shù)與設(shè)計(jì)的相關(guān)問題分析[J].電子世界，2020（11）：84-85.

[2]龐小蘭.PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技資訊，2020，18（16）：75+77.