PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的運(yùn)用研究

付秀蓉 宗成龍 丁博

摘要：PLC技術(shù)作為類似于計(jì)算機(jī)工藝的信息收集管理技術(shù)，能夠?qū)C(jī)械設(shè)備的安裝管理進(jìn)行自動(dòng)化操作，對(duì)生產(chǎn)體系的開關(guān)數(shù)目和模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)行信息收集與管理，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化編程，增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的整體效果。將PLC技術(shù)在機(jī)電一體化發(fā)展系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，能夠取代人工進(jìn)行簡單的重復(fù)式勞動(dòng)，提高機(jī)械設(shè)備的使用效率，還能夠?qū)C(jī)電一體化的生產(chǎn)進(jìn)行全面優(yōu)化改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，完善生產(chǎn)方式。

Abstract： PLC technology， as a kind of information collection and management technology similar to computer technology， can automatically operate the installation and management of mechanical equipment， collect and manage the number of switches and analog data of production system， realize automatic programming and enhance the overall effect of system operation. The application of PLC technology in the development system of Mechatronics can replace manual labor for simple repetitive labor， improve the use efficiency of mechanical equipment， and comprehensively optimize the production of mechatronics， improve the product structure and improve the mode of production.

關(guān)鍵詞：PLC;機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng);運(yùn)用策略

Key words： PLC;mechatronics production system;application strategy

中圖分類號(hào)：TP273;TH-39 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2021）09-0067-02

0 ?引言

PLC作為可編程控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制設(shè)備，還能夠允許高級(jí)微機(jī)計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程自動(dòng)控制，增強(qiáng)整個(gè)設(shè)備組件操作運(yùn)行的效果。在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著非常重要的作用。將PLC技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電一體化，可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)化控制，促進(jìn)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)的效率全面提升，保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益全面增強(qiáng)。研究PLC一體化生產(chǎn)也可以提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率，為工業(yè)的建設(shè)與發(fā)展作出重要的貢獻(xiàn)。

1 ?PLC與機(jī)電一體化理論概述

1.1 PLC的概念

PLC就是可編程邏輯控制器，能夠?qū)?nèi)部程序進(jìn)行快速的儲(chǔ)存、運(yùn)算和控制，同時(shí)還具備定時(shí)計(jì)數(shù)等多項(xiàng)功能，利用執(zhí)行指令能夠使得機(jī)械生產(chǎn)效率大幅度提高，可編程邏輯控制器，還具有非常顯著的優(yōu)勢。首先，步進(jìn)控制。在下一道工序開展之前，必須完成上一道工序?？刂祈樞蚰軌蛱岣吒黜?xiàng)工序之間的有效連接，確保在施工建設(shè)過程中，各個(gè)工序連接更加緊密，保證工程質(zhì)量水平得到增強(qiáng)。其次，現(xiàn)實(shí)控制?？删幊踢壿嬁刂破髂軌?qū)Χ〞r(shí)器進(jìn)行自動(dòng)設(shè)置，隨意調(diào)用和改動(dòng)，增強(qiáng)整個(gè)定時(shí)器的靈活效果。其三，條件控制?？删幊踢壿嬁刂破髂軌?qū)壿嬤\(yùn)算的指令進(jìn)行構(gòu)建，還能夠具有非常強(qiáng)靈活性特點(diǎn)，對(duì)整個(gè)設(shè)備繼電器進(jìn)行串并聯(lián)、并聯(lián)或串聯(lián)等處理，可以發(fā)揮非常重要的作用。信息技術(shù)的迅速發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作成為可能，同時(shí)也促進(jìn)了分布式控制網(wǎng)絡(luò)的分散控制效果。

1.2 機(jī)電一體化的概念

機(jī)電一體化就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)處理，有效取代人工操作，增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的整體利用效果，使得機(jī)電一體化設(shè)備真正實(shí)現(xiàn)智能操作管理，除了安全和環(huán)保理念之外，還能夠有效取代能源使用，提高機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)行可靠性。機(jī)電一體化技術(shù)具備智能化技術(shù)的優(yōu)勢，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能數(shù)控機(jī)床技術(shù)以及機(jī)器人設(shè)備的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。

2 ?PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的具體應(yīng)用策略

2.1 運(yùn)動(dòng)控制

運(yùn)動(dòng)控制就是PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)中的關(guān)鍵內(nèi)容，能夠?qū)φ麄€(gè)生產(chǎn)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)控，確保運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)化處理，滿足機(jī)電一體化設(shè)備生產(chǎn)要求，在運(yùn)動(dòng)控制時(shí)PLC系統(tǒng)具有穩(wěn)定性強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)勢，具有非常廣闊的發(fā)展空間。將PLC技術(shù)應(yīng)用于一體化生產(chǎn)中，能夠顯著增強(qiáng)電氣性能和自動(dòng)化水平，保證設(shè)備的平穩(wěn)發(fā)展。PLC具備專門的運(yùn)動(dòng)控制模塊，所有的機(jī)械設(shè)備都具備運(yùn)動(dòng)功能，能夠顯著減少設(shè)備運(yùn)行的故障增強(qiáng)效率，還能夠減輕能量消耗。數(shù)控編程作為整個(gè)數(shù)控加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，編程技術(shù)能夠直接影響數(shù)控加工技術(shù)的質(zhì)量。為了全面提高模具加工和零件加工的水平，最主要的就是提高加工質(zhì)量，縮短加工時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高速生產(chǎn)。模具作為母具，制造精度必須高于其他成型品的精度，模具精度直接影響成品的最終質(zhì)量。數(shù)控加工模具制造，要盡可能保障模具的精度達(dá)到最佳。除了一些平面和回轉(zhuǎn)面之外，還有各種復(fù)雜的曲面，如果采用傳統(tǒng)的加工工藝無法對(duì)曲面進(jìn)行加工。數(shù)控加工技術(shù)是模具制造行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，可以避免加工過程中出現(xiàn)的各種問題，還能夠隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。數(shù)控模具加工時(shí)必須注意每一個(gè)細(xì)節(jié)，保證設(shè)計(jì)工藝更加科學(xué)合理。數(shù)控工藝施工之前，要充分分析加工零件圖，提高數(shù)控機(jī)床的工作效率，將所有的錯(cuò)誤提前找出，避免數(shù)控機(jī)床按照錯(cuò)誤的指令運(yùn)行引發(fā)各種事故。

2.2 過程控制

過程控制是PLC可編程控制器的重要應(yīng)用方向，在PLC投入運(yùn)行后，需要對(duì)整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全方位分析，同時(shí)內(nèi)置信號(hào)接收裝置對(duì)存入的運(yùn)行區(qū)進(jìn)行處理，為后續(xù)工作做好準(zhǔn)備工作，用戶還需要從存儲(chǔ)器中快速讀取有關(guān)程序內(nèi)容。同時(shí)設(shè)計(jì)自動(dòng)化指令，對(duì)邏輯和運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行快速處理，將最終的輸出形態(tài)或者輸出寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞，如此循環(huán)往復(fù)，能夠確保控制工作的快速執(zhí)行。在電氣輔助系統(tǒng)之中運(yùn)用順序控制，提高自動(dòng)化控制的水平，將PLC技術(shù)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化控制之中，保證工藝流程實(shí)現(xiàn)單向控制。同時(shí)也可以增強(qiáng)生產(chǎn)過程的整體協(xié)調(diào)性，使得電氣設(shè)備自動(dòng)化控制效果大幅度提高。PLC技術(shù)在公路交通系統(tǒng)自動(dòng)化應(yīng)用，可以根據(jù)交通線路特點(diǎn)研發(fā)適用PLC技術(shù)管理指揮系統(tǒng)，還可以將PLC技術(shù)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，形成全自動(dòng)化的柔性裝配生產(chǎn)線，滿足交通運(yùn)輸線路的發(fā)展要求。城市公交系統(tǒng)能夠解決人們出行問題，同時(shí)也能達(dá)到節(jié)能降耗保護(hù)環(huán)境的效果。傳統(tǒng)的交通控制系統(tǒng)很難適應(yīng)交通秩序立交橋復(fù)雜化的趨勢。利用PLC技術(shù)能夠形成PLC型交通信號(hào)控制系統(tǒng)，極大的提高了對(duì)交通系統(tǒng)發(fā)展的適應(yīng)能力，因?yàn)镻LC控制系統(tǒng)的外部環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，具有豐富的定時(shí)資源，能夠?qū)Τ鞘薪煌òl(fā)展進(jìn)行漸進(jìn)式信號(hào)控制，還可以對(duì)岔路口進(jìn)行自動(dòng)控制。

2.3 數(shù)據(jù)處理

在PLC技術(shù)運(yùn)行中能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行快速的邏輯計(jì)算、函數(shù)計(jì)算和矩陣計(jì)算，保證數(shù)據(jù)之間的快速轉(zhuǎn)換與傳輸，還能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行查詢排序，加強(qiáng)數(shù)據(jù)的分析處理工作，確保數(shù)據(jù)處理的智能化水平，還可以對(duì)數(shù)據(jù)處理力度進(jìn)行控制，對(duì)于執(zhí)行數(shù)據(jù)的排列打印、傳輸發(fā)揮重要的作用。隨著我國人民群眾的生活質(zhì)量顯著提高，促進(jìn)我國汽車行業(yè)的快速發(fā)展。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用在汽車加工制造產(chǎn)業(yè)中能夠代替復(fù)雜重復(fù)的人工勞動(dòng)，提高汽車組裝效率，還使汽車生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的激光檢測也對(duì)閥座輪軸等尺寸進(jìn)行全面測量，確保汽車生產(chǎn)制造的精度得以提升。

產(chǎn)業(yè)組織應(yīng)學(xué)會(huì)在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中敏感地使用PLC技術(shù)，通過這種方式全面控制設(shè)施運(yùn)營，生成特定數(shù)據(jù)，確保機(jī)電設(shè)施的順利運(yùn)行。目前，社會(huì)上的人們?cè)絹碓街匾昉LC過程，這使操作控制性能更強(qiáng)，機(jī)械設(shè)備的使用范圍更廣。在物理操作的指導(dǎo)下，可以最大限度地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)組織組裝的目的。同時(shí)，PLC工藝具有較強(qiáng)的抗沖擊性能、可靠性和高效率，因此在工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中起著重要的作用。另外，在磁選機(jī)上使用PLC操作控制技術(shù)，可以大大提高機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性，為磁選機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行和操作穩(wěn)定性奠定非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在工業(yè)生產(chǎn)機(jī)構(gòu)中，PLC技術(shù)在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中起著不可缺少的作用。在硬件設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中，產(chǎn)業(yè)組織應(yīng)盡最大努力選擇有保障的硬件創(chuàng)新過程，選擇科學(xué)合理的制造商生產(chǎn)的原材料。同時(shí)，在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中，應(yīng)在利用PLC流程中使用大部分成熟技術(shù)，以確保產(chǎn)業(yè)組織PLC流程運(yùn)行的安全性和穩(wěn)健性，并滿足生產(chǎn)系統(tǒng)生成的要求。PLC具有可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)勢，能夠在工業(yè)控制領(lǐng)域發(fā)揮非常重要的作用，例如將PLC引入磁選機(jī)中增強(qiáng)電氣設(shè)備的整體運(yùn)行效果，保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，有效減少故障幾率的發(fā)生。通過專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，可以保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)和位置傳感器連接更加的規(guī)范，實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)的合理控制，降低能源資源消耗。

2.4 網(wǎng)絡(luò)通信

PLC工藝還主要利用于機(jī)電一體化生產(chǎn)體系的通信模塊之中，其主要是以外部通信設(shè)備和內(nèi)部通信設(shè)備為基礎(chǔ)，來開展數(shù)據(jù)的傳輸，并且其已經(jīng)在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天取得了很好的成效，使得我國社會(huì)中的大部分國民對(duì)其都有著一定的重視程度，并且有著一定的認(rèn)知。在現(xiàn)階段的邏輯把控體系中，都部署有數(shù)據(jù)傳輸接口，可以飛速的達(dá)成通信目的，使得通信變得便捷化。

2.5 機(jī)械設(shè)計(jì)

在工業(yè)機(jī)械制造時(shí)設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，也是提高質(zhì)量的重要基礎(chǔ)PLC技術(shù)能夠使得傳統(tǒng)生產(chǎn)過程發(fā)生改變，同時(shí)也能夠促進(jìn)工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量得到有效提高，尤其是對(duì)設(shè)計(jì)防護(hù)裝置、傳動(dòng)裝置和自動(dòng)排屑裝置中的防護(hù)效果，能夠提高生產(chǎn)的整體質(zhì)量。目前PLC技術(shù)主要采取全封閉或者半封閉的形式，減少人為干預(yù)，也無需人工實(shí)時(shí)控制，就能夠根據(jù)不同的生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)處理，避免飛屑飛出，提高了整個(gè)系統(tǒng)安全性，也可以優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境。自動(dòng)排屑裝置還能夠?qū)ιa(chǎn)中產(chǎn)生的大量碎屑進(jìn)行及時(shí)清理，避免碎屑進(jìn)入機(jī)械內(nèi)部而導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行受到損失。在傳動(dòng)系統(tǒng)中可以分為主傳動(dòng)和進(jìn)給傳動(dòng)，傳統(tǒng)模式主要機(jī)械或電氣系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，PLC技術(shù)能夠使得兩者相互分隔，使得運(yùn)動(dòng)效果更佳，增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)控制的質(zhì)量與水平。

2.6 自動(dòng)控制

自動(dòng)控制作為PLC機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成，智能控制能夠?qū)φ麄€(gè)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)進(jìn)行全面設(shè)計(jì)，但設(shè)計(jì)的原理基本相同，能夠發(fā)揮出協(xié)同效應(yīng)，最終對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行全自動(dòng)化控制。在實(shí)際操作時(shí)，需要按照工作參數(shù)進(jìn)行快速調(diào)整，工作人員還能夠?qū)ο嚓P(guān)的數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行變更，使得通訊系統(tǒng)轉(zhuǎn)向單片機(jī)系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確查找，也能夠向執(zhí)行構(gòu)件傳遞更改命令，對(duì)參數(shù)進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，利用輸出系統(tǒng)能夠使得數(shù)據(jù)參數(shù)更改更直觀地呈現(xiàn)，為工作人員提供準(zhǔn)確的參考依據(jù)。在此期間需要進(jìn)行快速高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，根據(jù)國內(nèi)PLC機(jī)電一體化技術(shù)的具體應(yīng)用情況進(jìn)行判斷，使得整個(gè)機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)更加安全，避免因?yàn)檎駝?dòng)而導(dǎo)致機(jī)械制造的準(zhǔn)確性受到干擾，提高生產(chǎn)質(zhì)量的控制效果。

3 ?結(jié)語

隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)的快速發(fā)展，能夠使得工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，但與此同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致人工操作難度增加。運(yùn)用PLC技術(shù)能夠有效簡化復(fù)雜的計(jì)算邏輯控制，優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，減少生產(chǎn)成本，取代人工操作，提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)性能，減少機(jī)電設(shè)備控制和維護(hù)的次數(shù)，滿足機(jī)電設(shè)備的實(shí)際需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]李慧.PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的運(yùn)用[J].電子世界.2020（05）.

[2]陳坤，朱淼.機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)PLC的應(yīng)用與研究[J].電子世界，2020（07）.

[3]曾武軍.PLC技術(shù)應(yīng)用背景下機(jī)電一體化控制探析[J].數(shù)字通信世界，2020（06）.

[4]何健.PLC技術(shù)在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].黑龍江科學(xué)，2019（16）.

作者簡介：付秀蓉（1987-），女，山東德州人，工程師，研究生，研究方向?yàn)闄C(jī)械制造及其自動(dòng)化;宗成龍（1987-），男，河北邢臺(tái)人，中級(jí)職稱，碩士研究生，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)備制造;丁博（1980-），男，四川德陽人，中級(jí)工程師，本科，研究方向?yàn)闄C(jī)電一體化。