PLC技術背景下機電一體化控制系統的作用淺述

張曉明 張鋒 方貞文

摘 要：在科技的迅速發展下，各類新技術不斷出現，并且相互交叉、滲透，進一步推動了生產的發展，PLC便是其中的代表。PLC技術是在工業生產中廣泛應用的一種技術，能夠利用內部程度來控制各類生產設備，以此來完成流程化生產，提高生產效率，優化生產質量。本文針對PLC技術的特點和優勢進行分析，探討PLC技術背景下機電一體化控制系統的應用方式。

關鍵詞：PLC技術;機電一體化控制系統;應用

引言

在工業生產過程中，機電一體化系統對提高產業效率方面起到關鍵性作用，隨著工業產品附加值的不斷增加，對工業產品精度的要求越來越高，導致工業生產流程更加的復雜化。傳統的工業控制技術已經不能滿足高附加值工業產品的需求，在這種情況下，智能控制技術應運而生，在機電一體化系統中融入智能控制技術，能夠提升企業的生產效率，提高工藝水平，制作出的產品更加精細，通過程序的設定，機械設備可以進行自動生產，減少人為的干擾，提高企業綜合效率。

1 PLC技術分析

PLC技術最早誕生于20世紀60年代的美國，誕生伊始，便替代了傳統的繼電器，在工業控制、汽車生產等領域中得到了廣泛應用，隨著微控制器的完善，PLC具有了更多的技術優勢，在大規模集成電路誕生后，PLC也得到了新的創新，數據處理能力得到了顯著增強。PLC在運作方式上，與計算機相似，只要利用編寫程序執行指令，掃描用戶程序后，就可以獲取相關信息，其工作步驟包括“輸入采樣”、“輸出刷新”、“用戶執行”3個層面，在數據信息錄入后，會被儲存到相應位置，錄入、采樣完成后，即可進入執行環節，對用戶程序逐一掃描、刷新，借助驅動電路，即可完成輸出。在PLC技術運用相關實踐中，PLC技術會受到環境方面產生的影響，同時會體現出多種多樣的差別，具體需要根據應用場合來設計。

2 PLC技術概述

PLC技術是英語“PrOgrammableLOgicCOntrOller”的首字母縮寫，中文譯為“可編程控制器”，是一種電氣自動化控制裝置，IEC（國際電工委員會英文簡寫）將“PLC”定義為：在工業環境中使用的一種數字操作電子系統，專為在工業環境下的應用而設計。這種技術使用了可編程存儲器內部儲存用戶設計的指令，用來實現一些較為特殊的功能，如：邏輯運算、順序操作、定時、計數、算術運算以及通過數字或模擬輸入/輸出來控制各種類型的機械及過程。在實際應用中，“PLC”可編程控制器及其相關的設備，都應該按照易于與工業控制系統形成一個整體以及易于擴充其功能的原則進行設計。

在工業革命以后，PLC技術發明以前，工業生產過程中，人們經常利用繼電器、鼓式開關、紙帶閱讀器等機械或電氣式器件作為控制的元件，特別是繼電器，是人們進行控制最常用的一種器件。隨著科學技術的發展，工業生產的規模越來越大，對工業生產效率及產品質量的要求也越來越高，因此，人們對于控制系統的可靠性要求也越來越高，傳統的“繼電器控制系統”，因其動作緩慢、可靠性差、體積大、壽命短以及設計制造周期較長、程序修改費時且無法進行人機對話等原因，越來越無法滿足工業生產的需求。在這樣的背景下，隨著計算機網絡信息技術的快速發展和廣泛普及，小型計算機逐漸被運用到開關控制系統當中，但這種控制系統存在著明顯的“大馬拉小車”現象，也不適應工業生產控制系統的實際需求。這就促使人們不得不尋求新的出路，而PLC技術就是在這種背景下應運而生的。第一代可編程控制器在功能方面只設有邏輯計算、計時、計數以及順序控制等，而且只能進行簡單的開關量控制。因此，被稱為“PrOgrammableLOgicCOntrOller”（意為“可編程邏輯控制器”，簡寫為“PLC”），隨著電子科技的發展及產業應用的需求，PLC技術的控制功能日益強大，逐漸加入了模擬量、位置控制以及網路等功能，其名稱也就改為可編程控制器，英文讀作“PrOgrammableCOntrOller”，簡稱為PC。但為了避免與個人計算機（PersOnalCOmputer）簡稱的“PC”機產生概念混淆，所以人們依然沿用了“PLC”這一簡稱，但中文翻譯卻改為“可編程控制器”。當前，隨著大數據技術和云計算技術的廣泛應用，特別是近年來“現場總線”理念的出現以及相關標準的建立，PLC技術已經成為現場總線一個重要的組成部分，具有采集與處理大量數據、完成數學運算、與其它智能器件通信的能力，以及具有先進的人機對話手段。

3 機電控制系統與自動化控制系統一體化設計

3.1接口的標準化

一般情況下，不同生產廠商的機械設備連接接口都會存在不同，為了使不同設備之間能夠進行有效對接，需要對接口模塊進行優化管理，使機械設備能夠在任何控制系統下操作，接口的標準化能夠實現供應商之間的交流。

3.2應用的智能化

通過智能化的應用可以使機電一體化的數據分析更加準確，有效提升系統工作效率，應用模塊的智能化是機電控制系統的主要發展趨勢。

3.3市場拓展網絡化

目前，各類信息大多要通過網絡進行傳播，較以前相比，信息傳播的速度有所提高。機電一體化控制系統需要進一步完善，實現市場拓展的網絡化，運用先進的互聯網技術來進行系統推廣，對行業的穩定發展有著重要意義。

4 結語

在科學技術快速發展的背景下，PLC控制系統逐步朝著小型化的方向發展，PLC集成控制系統的小型化既可以增強其控制功能，在一定程度上又可以減少能源的消耗。在機電一體化生產中，PLC是一個關鍵技術，對于機電一體化生產的改革起著重要的意義和作用，也進一步推進了工業化發展。目前，我國PLC技術在機電一體化生產中的應用已經取得了突破性進展，但是相較而言，與發達國家還存在一定的差距，在未來階段下，需要加強對現有技術的研究，創新機電生產模式，從而充分發揮出PLC技術在機電一體化生產中的作用和效益。

參考文獻：

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[2]章亮，陳超.PLC技術在機電一體化控制中的作用.電子技術與軟件工程，2018（8）.