PLC在机电一体化生产系统中的应用

PLC在机电一体化生产系统中的应用

于振东

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摘要：PLC是一种能够在复杂环境下稳定工作的“工业计算机”，可实现车间和单机的同一协调和控制，在各行各业都有良好的应用。此外，PLC在机电设备实时监控中具有良好的稳定性，通过编程控制就实现灵活运用。基于此，下文将对PLC在机电一体化生产系统中的应用展开详细的分析。

关键词：PLC技术；机电一体化；生产系统；有效应用

1 PLC的结构组成和特点

PLC是一种先进的工业控制装置，通过微处理器将自动化控制技术、计算机技术、互联网技术、通信技术等结合到一起来应用。完整的PLC系统由CPU、RAM以及各种端口共同组成，包括：通信端口、输出端口、输入端口、电源端口。PLC自身就具有很强的抗干扰性和稳定性，相比于传统的控制技术，PLC具有更高的准确性和自动化水平。并且结构组成比较简单，方便使用和操作。例如：在机电一体化生产系统中应用PLC时，利用梯形图编程的方式，就能实现对机电一体化生产系统运行的自动化控制。

2 机电一体化技术现状

随着战争的结束，因为人口的骤减，为了更好地恢复相关机械生产加工，许多相关的技术人员不得不从各种方向下手，尤其是从科技方向下手，研制出能够提升传统机械制造效率甚至代替纯人工进行机械生产制造，从而更好地恢复机械生产。但是当时的电子信息技术非常的不发达，并且相关的网络技术等高等运算况且不够成熟，导致机械生产制造和电子技术并没有进行非常好的一个融合。后来在20世纪70、80年代，当时人才辈出，尤其是计算机技术得到了非常重要的突破和攻关，为机电一体化技术的发展提供了良好的土壤和条件。特别是当时出现了大规模的集成电路以及计算机系统，这不仅仅只是大大的扩充了电子技术的相关内容，更是为后来够支撑机电一体化技术的足够强大的电子电工技术打下良好的基础。至此以后，各国都开始逐渐的关注机械制造与电子电工技术相结合前沿技术产品。在后再来的20世纪90年代之后，为了更好地加强我国科学技术的发展和进步，我国开始逐渐深入将机电一体化技术这种半自动化技术，向更为深入的全自动化、智能化方向进行发展。在微电子和光学方面，我国有了非常长足的进步，并且最终体现在神经网络、人工智能等相关方面积极地拓宽了相关的研究领域，构建了更为健全的科学框架，为后续的研究和攻关提供了良好的基础。

3 PLC在机电一体化生产系统中的运用

3.1 在运动控制中的应用

将PLC运用道机电一体化生产系统中，既能实现直线运动控制，也可以实现圆周和间歇式的运动控制。传统机电设备生产系统控制主要是利用位置传感器和执行结构来完成运动控制，控制精度不足，不利于生产效率和质量的提升。而通过PLC技术，通过设置专门的模块，就能实现对机电一体化生产系统运动的精细化控制，从而实现对具有运动控制功能产品的精细化生产。基于PLC的运动控制功能，在机械装配、机床切削等领域中有良好的应用，由于PLC技术具有极强的运动控制功能，可在复杂的条件下连续生产，因此，具有良好的应用范围，例如：将PLC运动控制技术运用到磁选机中，可大幅度提升机电设备的电气性能和自动化水平。

3.2 控制面板的应用

PLC控制面板一般由控制系统和报警系统组成。控制系统中包括PLC控制模块和电气控制模块，其中电气控制模块包括信号处理电路、电源电路和电气连接，信号处理电路包括报警继电器电路、信号传输模块、电压/电流测量模块、时间测量与频率测量接口、通信接口和信号切换开关。电源电路包括交流电源和直流电源。PLC程序中包括主程序、子程序、报警系统、逻辑判断以及定时/计数。PLC在数控机床中的应用，提高了数控机床的智能化程度。在加工数控机床时，为提高生产效率，缩短生产时间，需对数控装置进行编程实现自动编程，提高生产效率。一般采用基于个人计算机或嵌入式PLC（可扩展）的控制系统编写操作和运行程序。当PLC出现故障时，采用现场总线切换数控机床内部的功能模块，保证数控系统正常运行。对数控机床进行编程时，一般需要用到多个PLC程序语言。根据使用不同的要求可以选择不同种类的程序语言，避免编程人员使用多种语言而产生歧义或冲突。在PLC系统中编写程序应先建立好文件格式，然后用这些文件格式进行编码工作，以保证程序稳定可靠运行。为方便编程人员查阅和调用程序，在每个控制系统中设置一组专用文件夹来存放程序代码。

3.3 在通信网络中的应用

在PLC技术飞速发展的大环境下，数据库也得到了大幅度扩大，可存储更多的数据，在进行机电一体化生产数据采集中，可同时运用计数器、A/D单元等，实现模拟量和数字量的快速转换，转换后的数据可及时传输存储到DM区中，再配备上打印机，可将DM去中检索出的有用数据直接打印出来，提升使用的灵活性和方便性。PLC还能和计算机系统联合使用，利用计算机可对DM区中存储的数据进行读取和处理，提升数据使用效率。PLC也可以作为计算机系统的数据终端，仅仅需要一台计算机，就能同时对32台PLC进行有效管理，实现PLC监控的最大化。此外，PLC还具有很强的联网能力和通信能力，既能满足通用计算机网络通讯的需求，也可以同时对多种总线网络提供连接支持，PLC能够和智能化仪表和执行装置进行联网通讯，以交换各自所需的数据。还能和远程控制系统相互连接，实现对机电一体化生产设备的远程监控，真正意义上实现机电一体化生产的“无人值班”或者是“少人值班”。有利于对点、线、面进行有效控制，以此获取到更多的经济效益。

3.4 PLC技术在开关逻辑中的应用

首先，PLC技术可以应用于机电设备的控制系统中。通过编写PLC程序，可以实现对机电设备的开关逻辑控制。例如，在一个自动化生产线中，通过PLC可以实现对各个设备的启动、停止、速度调节、方向控制等操作。PLC可以根据设定的条件和逻辑判断，自动进行控制，提高生产效率和精度。其次，PLC技术可以应用于机电设备的安全逻辑控制中。通过使用安全输入和输出模块，PLC可以实现对机电设备的安全保护。例如，在一个机械设备中，可以使用PLC来监测各个传感器的状态，并根据设定的安全逻辑判断，对设备进行相应的保护措施，如停机、报警或急停等，以确保操作人员和设备的安全。此外，PLC技术还可以应用于机电设备的故障诊断和维护中。通过PLC可以实时监测设备的运行状态，记录设备的运行数据，进行故障诊断和故障排除。当设备出现故障时，PLC可以自动发出警报，并提供相应的故障诊断信息和可行的维修方案，提高设备的可靠性和维修效率。总的来说，PLC技术在机电一体化开关逻辑中的应用可以实现复杂的控制和自，提高生产效率、安全性和可靠性。通过PLC的灵活编程和可扩展性，可以适应不同的机电设备和控制需求，满足各种应用场景的要求。

4 结束语

机电一体化生产系统具有很强的复杂性，控制难度大，传统的继电器控制技术，难以实现对机电一体化生产系统运行全过程的有效控制。而PLC技术具有很强的抗干扰性和稳定性，而且功能强大，可实现对机电一体化生产系统的全面控制，并提升数据处理的有效性和及时性，保证机电一体化生产系统始终处于良好的运行状态。

参考文献：

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