PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

郭祎

摘要

PLC可編程控制器是一種專(zhuān)用工業(yè)控制微機(jī)系統(tǒng)，所采用的是典型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，適用的范圍是以工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)為主的電控控制機(jī)。在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中，機(jī)電一體化正處在不斷發(fā)展和完善的過(guò)程中。PLC可編程控制器是一種很有發(fā)展空間的控制系統(tǒng)，首先對(duì)PLC可編程控制器和機(jī)電一體化作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，之后再淺談PLC可編程控制器在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】PLC可編程控制器 機(jī)電一體化 邏輯控制 生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用導(dǎo)致在一定程度上促進(jìn)了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命。中國(guó)機(jī)械工程領(lǐng)域的重大學(xué)術(shù)進(jìn)展、微電子技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展以及其自身向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的滲透最終促成了機(jī)電一體化的產(chǎn)生，最終促成機(jī)械電氣化階段邁入機(jī)電一體化階段。

1 PLC可編程控制器的定義、結(jié)構(gòu)及功能

PLC可編程控制器為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)PC（Personal Computer）相混淆，所以改為PLC可編程控制器（Programmable Logic Controller）即可編程邏輯控制器。

PLC可編程控制器實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為電源和中央處理單元。PLC可編程控制器的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC可編程控制器的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。中央處理單元（CPU）是PLC可編程控制器的控制中樞。它按照PLC可編程控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。

1987年2月，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）在可編程控制器的標(biāo)準(zhǔn)草案中做了如下定義“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入/輸出接口，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體，并易于擴(kuò)充其功能。

可編程控制器在其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能上都類(lèi)似于通用計(jì)算機(jī)，所不同的是可編程控制器還具有很多通用計(jì)算機(jī)所不具備的功能和結(jié)構(gòu)。如PLC可編程控制器有一套功能完善且簡(jiǎn)單的管理程序，能夠完成故障檢查、用戶(hù)程序輸入、修改、執(zhí)行與監(jiān)視等功能；PLC可編程控制器還有很多適應(yīng)于各種工業(yè)控制系統(tǒng)的模塊；由于這些特點(diǎn)，目前可編程控制器己成為工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要支柱。

2 機(jī)電一體化概述

機(jī)電一體化是以電子技術(shù)特別是微電子技術(shù)為主導(dǎo)、多種新興的技術(shù)與機(jī)械設(shè)計(jì)交叉、融合而形成的綜合性高技術(shù)，是機(jī)械和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合產(chǎn)物。機(jī)電一體化正處在不斷發(fā)展和完善的過(guò)程中，是一種嶄新的學(xué)術(shù)思想，除了強(qiáng)調(diào)機(jī)與電的有機(jī)結(jié)合，還具有更深刻、更廣泛的涵義。

現(xiàn)階段我們按照機(jī)電一體化的思想，凡是由各種現(xiàn)代高新技術(shù)與機(jī)械和電子相互結(jié)合而形成的各種技術(shù)、產(chǎn)品或系統(tǒng)，均屬于機(jī)電一體化范疇。因此，目前人們談?wù)摰臋C(jī)電液一體化、機(jī)電光一體化、機(jī)電信一體化都屬于機(jī)電一體化。

3 PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

目前，PLC可編程控制器已經(jīng)廣泛與機(jī)械、電子、交通等幾乎所有的工業(yè)控制領(lǐng)域，以下是PLC可編程控制器在機(jī)電一體化中的應(yīng)用。

3.1 運(yùn)動(dòng)控制

通過(guò)PLC可編程控制器能夠有效控制直線運(yùn)動(dòng)或者圓周運(yùn)動(dòng)，通常在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，各個(gè)輸入接點(diǎn)和輸出設(shè)備都有各自的代號(hào)，PLC可編程控制器的內(nèi)部會(huì)分配給每一個(gè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，即對(duì)繼電器進(jìn)行編號(hào)。PLC可編程控制器在磁選機(jī)中引入PLC可編程控制器控制能夠最大程度地改善設(shè)備的電氣性能和自動(dòng)化水平，能夠確保設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行?；炷翑嚢枵竟ぷ髟碇羞\(yùn)動(dòng)控制中引入PLC可編程控制器控制系統(tǒng)能夠解決實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題的方法，尤其是降低能源消耗量以及系統(tǒng)設(shè)備故障率起到了前所未有的使用價(jià)值。

3.2 開(kāi)關(guān)邏輯量控制

開(kāi)關(guān)量的邏輯控制取代傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)是現(xiàn)代最先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。另外，PLC可編程控制器還廣泛應(yīng)用于化工領(lǐng)域中的各種泵和電磁閥的控制，冶金企業(yè)的高爐上料系統(tǒng)、軋機(jī)、連鑄機(jī)、飛剪的控制。

3.3 過(guò)程控制

當(dāng)PLC可編程控制器投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶(hù)程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶(hù)程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)為核心的現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展正在越來(lái)越深刻地改變著我們的生產(chǎn)，機(jī)械制造業(yè)信息化發(fā)展將來(lái)定會(huì)成為主導(dǎo)。機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展方向是將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與現(xiàn)代信息技術(shù)的融合，最終在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中深入更新?lián)Q代。PLC可編程控制器技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中將會(huì)有極大的發(fā)展空間，以PLC可編程控制器技術(shù)為核心的控制系統(tǒng)將來(lái)會(huì)在機(jī)電設(shè)備電氣控制應(yīng)用中得到普及。

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