PLC技術(shù)在機(jī)電一體化控制中的作用

文/章亮 陳超

1 PLC技術(shù)的詞解及機(jī)電一體化的基本概念

PLC是英文Programmable Logical Controller的縮寫。漢語(yǔ)叫做“可編程邏輯控制器”。它采用一種可以編程的存儲(chǔ)器，用于控制器內(nèi)部存儲(chǔ)程序指令，執(zhí)行定時(shí)、邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的命令，并通過數(shù)字化或者模擬式地輸入、輸出的有效控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程的一種技術(shù)。PLC技術(shù)，常以微小型號(hào)的設(shè)備為處理工作的依托，統(tǒng)籌規(guī)劃、管理計(jì)算機(jī)、自控、通信三方面共同和諧發(fā)展的工業(yè)操作技術(shù)?？梢跃幊痰倪壿嬁刂破髦饕Y(jié)構(gòu)有電源，輸入、輸出接口，中央處理單元，存儲(chǔ)器電路以及通信模塊和具有具體功能的模塊。依照PLC的構(gòu)成特質(zhì)，可以分為“整體式PLC”和“模塊式PLC”。在教學(xué)應(yīng)用中使用的PLC，都屬于“整體式小型PLC”。

“機(jī)電一體化”專業(yè)又可以稱之為“機(jī)械電子學(xué)”。能夠有效的將機(jī)械裝置、電子化設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)定有機(jī)結(jié)合到一起。機(jī)電一體化專業(yè)人士可以說是一名優(yōu)秀的鉗工技師、優(yōu)秀的電工技師、優(yōu)秀的電腦編程人員的總和?，F(xiàn)在教學(xué)中最能夠體現(xiàn)機(jī)電一體化專業(yè)水平的是“智能機(jī)器人”。

PLC技術(shù)編程相對(duì)簡(jiǎn)單、使用還算方便、硬件配套比較齊全、性價(jià)比相當(dāng)高，對(duì)作業(yè)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，在機(jī)電一體化控制中被廣泛應(yīng)用。所有的生產(chǎn)裝備設(shè)計(jì)、制造，以及之后的維修維護(hù)都與機(jī)電一體化專業(yè)知識(shí)剝離不開。之前提到的機(jī)器人作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能的聯(lián)合產(chǎn)物，其可以獨(dú)立編造程序?qū)C(jī)器人進(jìn)行邏輯控制和運(yùn)動(dòng)控制、開關(guān)邏輯控制等控制方面有著不可逾越的地位。

2 PLC在機(jī)電一體化控制中的應(yīng)用

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，“中國(guó)制造2025”的打造工業(yè)強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略推進(jìn)，變“中國(guó)制造”為“中國(guó)智造”，我國(guó)對(duì)工業(yè)自動(dòng)化程度越來越高的同時(shí)對(duì)PLC數(shù)據(jù)處理技術(shù)、PLC開關(guān)邏輯控制技術(shù)的要求也是越來越高。

2.1 數(shù)據(jù)處理技術(shù)

在大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”的大背景下，PLC技術(shù)也在持續(xù)拓展自己本身的先進(jìn)功能。PLC數(shù)據(jù)處理技術(shù)主要包括函數(shù)運(yùn)算、矩陣、邏輯運(yùn)算等數(shù)據(jù)處理方式，在使用計(jì)算功能的同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)的采集、檢索、存儲(chǔ)空間、模數(shù)轉(zhuǎn)換等工作都能夠快速處理。PLC技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：在數(shù)據(jù)處理過程中能夠?qū)⒉杉降母黜?xiàng)數(shù)據(jù)和自己本身存儲(chǔ)器中的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，從而完成對(duì)采集數(shù)據(jù)的二次處理。PLC技術(shù)作為可編程邏輯控制器，具有在數(shù)據(jù)丟失時(shí)提供緊急數(shù)據(jù)備份的效用，這是在日常生活、作業(yè)中非常實(shí)用的。除機(jī)械加工企業(yè)外，一些食品加工企業(yè)也廣泛應(yīng)用PLC技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2.2 開關(guān)邏輯控制技術(shù)

PLC技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，將傳統(tǒng)的電氣電路逐步淘汰出了歷史舞臺(tái)，在工業(yè)智能化中的廣泛應(yīng)用有效地實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化控制中開關(guān)邏輯控制技術(shù)。一方面，PLC技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)設(shè)施設(shè)備的單獨(dú)控制，另一方面，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)設(shè)施設(shè)備的集群控制。滿足工業(yè)一體化中的一機(jī)多用的多重需求，在印刷、包裝等流水線作業(yè)的應(yīng)用中十分泛泛。把PLC技術(shù)引入程序化控制的自動(dòng)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)中，能夠最大限度地發(fā)揮PLC技術(shù)的數(shù)據(jù)處理性能和圖像顯示性能。最優(yōu)的完成邏輯處理任務(wù)。同時(shí)，PLC技術(shù)和程序化控制自動(dòng)機(jī)床連接可以有效實(shí)現(xiàn)開關(guān)邏輯控制電路的高效性能和可靠性能，尤其是對(duì)經(jīng)濟(jì)性能要求相對(duì)高的數(shù)控機(jī)床及其改造方面，PLC技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，具有廣闊的應(yīng)用和發(fā)展空間。

2.3 位置控制

將PLC技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電一體化控制中的位置控制能夠充分體現(xiàn)出可應(yīng)用可編程邏輯控制器對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行的智能控制價(jià)值。使在工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行過程中的步進(jìn)電機(jī)繞組發(fā)出符合生產(chǎn)節(jié)奏和生產(chǎn)需求的脈沖信號(hào)，對(duì)步進(jìn)電機(jī)能夠合理定位，有效定置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的圓周運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)速度等位置發(fā)出有效控制指令，保證設(shè)備能夠安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行，為效益最大化夯實(shí)設(shè)備基礎(chǔ)。PLC技術(shù)在機(jī)電一體化控制中的應(yīng)用主要是通過獨(dú)立的一個(gè)輸入（輸出）模塊中來完成，具有超強(qiáng)的抵抗外界信號(hào)、信息干擾的能力和絕對(duì)可靠的優(yōu)點(diǎn)。由此可見，位置控制在工業(yè)化進(jìn)程中發(fā)揮著重要的可以說是舉足重輕的作用。

2.4 通信模塊

PLC技術(shù)中的通信模塊是機(jī)電一體化控制中應(yīng)用相對(duì)多的一面。PLC技術(shù)中通信模塊可以同時(shí)滿足相同的PLC之間的信息傳遞，可以為不同作業(yè)設(shè)備之間提供信息傳遞便利。PLC技術(shù)在不斷的更新?lián)Q代中還能夠推出特有的PLC網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。只要設(shè)備之間擁有相同的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議接口，就可以進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。隨著工業(yè)化自動(dòng)控制水平的穩(wěn)固將強(qiáng)和持續(xù)提高，PLC技術(shù)通信模塊的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用也會(huì)逐步應(yīng)用于各個(gè)崗位。

3 結(jié)論

PLC在開關(guān)邏輯控制、數(shù)據(jù)處理、位置控制等方面優(yōu)勢(shì)明顯。當(dāng)下的PLC技術(shù)產(chǎn)品正向著兩個(gè)極端方向“極大”和“極小”發(fā)展，大規(guī)模產(chǎn)品的輸入輸出口可達(dá)到一萬五千左右，小規(guī)模的產(chǎn)品正在向模塊化發(fā)展。站在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的角度，PLC產(chǎn)品模塊構(gòu)成比例持續(xù)更新，為了滿足市場(chǎng)需求，各種專用模塊紛至沓來。在我國(guó)倡導(dǎo)“中國(guó)制造2025”的戰(zhàn)略背景下，打造大國(guó)利器，大國(guó)重器。PLC技術(shù)將發(fā)揮出打造制造業(yè)強(qiáng)國(guó)和科技持續(xù)進(jìn)步的的引導(dǎo)力。同時(shí)在機(jī)電一體化控制中應(yīng)用越來越廣泛。

參考文獻(xiàn)

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