基于機電一體化視角下PLC在生產(chǎn)系統(tǒng)中的實踐運用研究

馮若愚 陳桂華

摘 要：作為機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中重要的模塊化組合結(jié)構(gòu)，PLC在控制機械生產(chǎn)量和提升機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)運行效率上起到了至關(guān)重要的作用。同時也可以在保障生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，最大程度上凸顯機電一體化在生產(chǎn)系統(tǒng)中的獨特優(yōu)勢。為此，本文研究基于機電一體化視角下PLC在生產(chǎn)系統(tǒng)中的實踐運用有關(guān)問題，首先從PLC技術(shù)概述分析出發(fā)，涵蓋了PLC的概念界定、PLC技術(shù)的工作原理及PLC技術(shù)在實踐中的控制過程，然后就如何從基于機電一體化視角下實現(xiàn)PLC在生產(chǎn)系統(tǒng)中的具體運用方式從開關(guān)量邏輯控制方式、運動控制方式、數(shù)據(jù)處理和過程控制四個方面進行了深入的探討。希望今后PLC在機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中更好的發(fā)揮出實踐運用價值，進而提升企業(yè)經(jīng)營效率。

關(guān)鍵詞：機電一體化；PLC；生產(chǎn)系統(tǒng)；實踐運用

由于PLC技術(shù)可以有效降低生產(chǎn)系統(tǒng)的成本和簡化操作，從而使其在生產(chǎn)系統(tǒng)中被廣泛的運用，尤其是技術(shù)人員將電子計算機技術(shù)與PLC進行結(jié)合后，在提升企業(yè)運營效率的同時，還減少了投資成本，大幅度提高了企業(yè)的經(jīng)營利潤[1]。綜合來看，PLC技術(shù)在機電一體化控制實踐方面具有非常大的發(fā)展前景。

一、關(guān)于PLC技術(shù)概述

1.1 PLC的概念界定

PLC的英文全稱是Power Line Communication，即電力線通信。通過利用傳輸電流的電力線作為通信載體，使得PLC具有極大的便捷性?，F(xiàn)在通常所說的PLC是指利用低壓配電線路傳輸高速數(shù)據(jù)、語音、圖象等[2] [3]多媒體業(yè)務(wù)信號的一種通信方式，主要應(yīng)用于家庭Internet寬帶接入和家電智能化聯(lián)網(wǎng)控制，即高速數(shù)據(jù)PLC。

1.2 PLC技術(shù)的工作原理

PLC利用1.6M到30M頻帶范圍傳輸信號。在發(fā)送時，利用GMSK或OFDM調(diào)制技術(shù)將用戶數(shù)據(jù)進行調(diào)制，然后在電力線上進行傳輸。在接收端，先經(jīng)過濾波器將調(diào)制信號濾出[4] [5]，再經(jīng)過解調(diào)，就可得到原通信信號。目前可達到的通信速率依具體設(shè)備不同在4.5M～45M之間。PLC設(shè)備分局端和調(diào)制解調(diào)器，局端負責與內(nèi)部PLC調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)的連接。在通信時，來自用戶的數(shù)據(jù)進入調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，通過用戶的配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端將信號解調(diào)出來，再轉(zhuǎn)到外部的Internet。

1.3 PLC技術(shù)在實踐中的控制過程

PLC技術(shù)在實踐中的控制是一個不斷重復(fù)性的輸出與更新的過程，即輸入信息-運行算法-輸出數(shù)據(jù)-運行算法……循環(huán)往復(fù)[6]。另外，由于PLC也可以通過儲存外界輸入的信息，進入系統(tǒng)內(nèi)部存儲器中，在加工處理輸出的同時，針對性的調(diào)整對應(yīng)單元格信號[7]。此外，PLC繼續(xù)刷新內(nèi)外部之間的信息流，從而將存儲器的變化情況及時的借助于關(guān)聯(lián)電路反饋到外界，提升整個信息傳輸?shù)男省?/p>

二、基于機電一體化視角下PLC在生產(chǎn)系統(tǒng)中的實踐運用分析

2.1開關(guān)量邏輯控制方式

開關(guān)量邏輯控制方式主要運用在生產(chǎn)系統(tǒng)繼電器運行發(fā)生故障情況下，利用PLC設(shè)備代替后期的工作。同時，PLC技術(shù)可以實現(xiàn)對機床類電氣設(shè)備的控制管理，諸如沖床、車床等。在當前我國的冶金行業(yè)中，PLC技術(shù)可以有效的控制電磁閥系統(tǒng)的工作狀態(tài)，從而最大程度上保障整個生產(chǎn)鏈的正常運行[8] [9]?？偠灾?，PLC技術(shù)是連接數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和機床控制系統(tǒng)的中介系統(tǒng)，可以有效確保生產(chǎn)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，同時也可以方便技術(shù)人員對故障的診斷與處理。

2.2運動控制方式

運動控制方式主要體現(xiàn)在PLC技術(shù)完善設(shè)備相關(guān)控制和不同程序編寫下機電設(shè)備規(guī)律運動的過程中。伴隨著PLC技術(shù)的不斷完善，其對于不同狀態(tài)下的控制功能也在逐漸增強，并且運用的范圍也在不斷的擴張，包括切割機、機器人設(shè)備生產(chǎn)系統(tǒng)。以此同時，通過對應(yīng)的物理原理，PLC技術(shù)也可以提升企業(yè)設(shè)備狀態(tài)的工作效率。PLC技術(shù)依靠其強大的穩(wěn)定性和可靠性，對于外界的干擾抵抗能力也在不斷的增強，具有非常廣闊的發(fā)展空間?？傮w來看，PLC技術(shù)可以提升磁選機相關(guān)電設(shè)備的自動化水平和對應(yīng)的電氣性能穩(wěn)定性。不但確保了磁選機的運行穩(wěn)定性，同時也提升了工程質(zhì)量。

2.3數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理是PLC技術(shù)的鮮明特征。科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC類可編程中心控制器和功能也在不斷的增加。從原始的單控制中心系統(tǒng)發(fā)展到函數(shù)運算、線性代數(shù)運動、邏輯性計算等等，具有非常濃厚的實踐運用色彩。并且這些先進的運算在生產(chǎn)系統(tǒng)管理的精確度上也不亞于當前眾多的高科技技術(shù)。此外，PLC技術(shù)在實現(xiàn)對數(shù)據(jù)歸納總結(jié)的基礎(chǔ)之上，也將后期得到的數(shù)據(jù)與存儲中心參考值進行對比分析，從而更加提升了下一步操作的精確性。另一方面，PLC技術(shù)可借助于自身的網(wǎng)絡(luò)通信傳輸功能，進行直接打印，制成所需表格。這已經(jīng)被當前眾多大型食品加工企業(yè)運用到工程控制管理系統(tǒng)中。

2.4過程控制

過程控制是PLC技術(shù)在實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)控制中不可或缺的基本功能。一般情況，生產(chǎn)指標的模擬量具有連續(xù)變化的特征，例如物理變量包含了溫度、壓力、電流等基本要素。而模擬變量依靠于當期的變量作為基礎(chǔ)依據(jù)，需要通過系統(tǒng)及其關(guān)聯(lián)性的定律完成整個的開關(guān)量計算過程，從而在可以確保生產(chǎn)管理系統(tǒng)具備可依靠的實施辦法，這也是過程控制的主要目的。因此，總體而言，PLC技術(shù)過程控制是生產(chǎn)系統(tǒng)不可缺少的基本控制方法。

三、結(jié)語

時代的變革和科技技術(shù)的日新月異，使PLC在機電設(shè)備中運行的穩(wěn)定性大大增加，也簡化了機電一體化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。另外，作為機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中重要的模塊化組合結(jié)構(gòu)，PLC在控制機械生產(chǎn)量和提升機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)運行效率起到了至關(guān)重要的作用。同時也可以在保障生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，最大程度上凸顯機電一體化在生產(chǎn)系統(tǒng)中的獨特優(yōu)勢。為此，本文研究基于機電一體化視角下PLC在生產(chǎn)系統(tǒng)中的實踐運用有關(guān)問題，首先從PLC技術(shù)概述分析出發(fā)，然后就如何從基于機電一體化視角下實現(xiàn)PLC在生產(chǎn)系統(tǒng)中的具體運用方式進行了深入的探討。希望今后PLC在機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中更好的發(fā)揮出實踐運用價值，提升企業(yè)經(jīng)營效率。

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