PLC在机电一体化生产系统中的应用

刘佳

摘 要：随着我国科技的进步，在生产领域逐渐出现了许多新型技术。这不仅极大地促进了我国生产力，同时，也推动了我国的社会发展。其具体体现在生产系统中应用机电一体化技术和PLC技术。在很大程度上促进了中国企业生产力与生产效率的提升。本文首先对PLC的基本概念、功能以及具体结构进行了阐述，然后对机电一体化的基本概念与相关知识进行了简单介绍，并分析了实际生产中PLC技术在机电一体化系统中的相关应用情况，以期与同仁交流。

关键词：PLC 机电一体化 生产系统

新时期中国的制造业进一步快速发展，不同技术之间的交流与沟通逐渐增强。这对我国的生产制造领域的发展在一定程度上发挥了促进的作用。在生产制造系统领域中，计算机技术与微电子技术已经逐渐渗透到生产系统各行业中。机电一体化的实施则推动我国的生产制造业的技术构成、产品结构、功能、生产特点以及管理体系方面发生了巨大的变化。生产制造行业也由机械电气化逐步走向机电一体化。

一、PLC技术解析

PLC技术的全称为可编程逻辑控制器技术。该技术可以实现对通用设备的自动控制，其主要是根据微电脑技术生产制造的。它采用的是一种内部程序存储方式，可以实现对存储器的编程，同时还能从多个方面来面向用户进行程序的执行，具体包括：顺序控制、算术、逻辑计算以及定时等方面。并对模拟输入以及模拟输出方式对数字进行机械等相关类型或者生产制造过程的控制。

从结构角度来说，PLC技术主要由组合式与固定式两种类型组成。PLC技术中使用的一种固定式逻辑控制器，它的主要构成部件包括：电源、显示面板、中央处理器、内存块以及I/O模块等，以上几个部分形成了固定式的不能拆开的整体。而PLC技术中使用的另一种组合式的逻辑控制器，它的主要构成部件包括了电源、机架、内存、中央处理器模块以及I/O模块等。其中，核心部件为中央处理器模块，相当于整个控制器的中枢神经。每个PLC控制器中配置的中央处理器不能少于一个。中央处理器的主要作用是保存和接收相关的程序系统功能与其传输的应用程序。利用对现场进行扫描的方式搜集相关的数据及状态，并将其保存在寄存器中。PLC控制器内的中央处理器组成部件包括有运算器、控制器、控制总线以及寄存器等。对于可编程控制器来说，其内存储量与中央处理器传送速度是极为重要的指标，其对于工作效率、软件容量与I/O的数量都是至关重要的因素。

PLC技术主要涵盖的功能有以下几个方面。

一是控制限时。PLC技术能够提供许多定时器，对于时间进行控制与设定，并且其改动与调用十分方便。

二是控制条件。PLC技术能够设置逻辑运算，包括“或、与、非”等指令。同时还能对继电器的相关连接方式进行处理，如串联方式、并联方式以及串并联方式等。

三是控制步进。PLC技术的步进控制主要是实现在上一程序实现之后，实现下一程序。并且设置了相关的移位寄存器。

四是联网与通信。目前，PLC技术能够实现通讯技术，同时还能够实现远程控制，实现网络分布式控制，同时具有集中管理与分散控制的优点。

五是转换数模与模数功能。此功能不是所有PLC技术都有，这一功能主要是调整并且控制其模拟的数量。

二、机电一体化解析

“机械电子学”就是我们常说的机电一体化。这个概念早在1971年的日本《机械设计》这本杂志上就有所提及。后来随着机电一体化技术的日益发展与成熟，人們也就对该技术逐渐接受和认可了。这种机电一体化技术的前提是确保主功能、控制功能、机构动力功能以及信息处理功能的完好，并能与软件、机械装置、电子化技术等实现良好融合的一种综合性较强的技术。涉及的技术包括：自动化技术、电气技术、传感器技术、软件编程技术、机械技术以及信息技术等。其主要依据是优化组织目标与系统功能。然后根据功能情况来完成具体合理的分配与布局。实现其功能的价值，并保证多功能、高质量、低能耗的工作特点，保持最优状态。

伴随着科技的不断发展，目前的机电一体化技术已经表现出了多方面优势。

一是智能化。新时期，我国科学技术的发展趋势便是智能化，智能化最有利的证明便是数控机床技术与机器人。

二是网络化。20世纪90年代，我国网络技术逐渐普及，计算机技术得到有力的发展，其主要依附于网络的监视技术与远程控制。在机电一体化中，使用的终端设备可以实现远程控制，这就为机电一体化的网络功能实现提供了可能。

三是模块化。根据标准单元能够大提高研发新产品的速度。并能够扩大生产规模。但是其主要功能是应该满足现实需求，制定一些相关标准，为接口以及匹配单元创造方便。

四是绿色化。绿色化能够顺应新时代的发展需求。然而机电一体化的绿色化是保证在生产制造过程中不会外界环境造成影响，同时能够进行回收

利用。

三、机电一体化系统中PLC的应用

PLC可以在很多地方应用于机电一体化系统当中，尤其是通信网络、过程控制、数据处理、开关逻辑控制以及运动控制等方面的应用，下面就对这几个方面进行逐一的讨论。

1.在运动控制方面的应用

在机电一体化系统当中，PLC技术能够有效的控制运动，如直线运动以及圆周运动等。传统的机电一体化采用的控制方式的实现需要利用位置传感器与执行机构的连接。但是在PLC技术应用之后，可以通过专门的模块来实现运动控制。当前，大部分PLC生产企业都能够生产拥有运动控制功能的产品。在当前实际生产过程中，PLC速度控制功能在很多方面均要得到应用，如切削机床以及机械装配等。由于其具备非常强的速度控制功能，并且抗干扰性和稳定性都比较高，被广泛地应用于各个生产领域。如在磁选机当中PLV技术的应用，除了可以将设备的自动化水平与电气性能大大提升以外，还能确保设备运行的安全与稳定。

2.在开关逻辑控制方面的应用

机电一体化系统中应用PLC进行开关逻辑控制是一项十分重要的应用，如可以通过PLC控制系统工作，取代原有的继电器，同时，还可以在机床、电气、管理注塑机和逻辑调控等方面应用PLC，在电磁阀控制、冶金工业以及电镀生产线等方面也可以应用。除此之外，CNC机床数控系统中也可以应用PLC技术。CNC机床控制系统本身具备优秀的数据处理和图形显示功能，这时加入PLC技术在机床中，便能够使得逻辑处理任务完成地更加出色，使得逻辑任务的完成效率和质量都得到提高。如在自动播种机中应用PLC，不但使其结构更加简单，还能够提高其稳定性。

3.在数据处理方面的应用

在企业产品生产过程中，数据处理是其中非常重要的一个环节，其质量好坏和数据处理效率都将直接影响着整个生产活动的开展情況，所以，当前各企业都非常重视数据处理工作。当今科技发展水平不断提高，PLC技术的应用功能也不断得到完善，这就在很大程度上满足了企业在数据处理方面的需求。当前各企业所使用的PLC设备，不仅能够通过PLC进行矩阵运算、函数运算以及逻辑运算等各种模式的运算，还可以运输并且转换相关数据，与此同时，其查表、排序、进位等操作也能够完成，为数据分析、收集、处理都带来了极大的便利。在处理数据过程中，PLC能对比存储器设定数据与收集的数据，进而完成相关的操作。与此同时，还能够通过智能功能完成数据的传输，实现数据的制表、打印操作。

4.在通信网络方面的运用

企业能够进行生产工作的核心是通信，进行系统的信息通信能够保障生产制造过程进行得顺利。同时，通信能够方便工作人员，使其满足人为控制的需要。因此，相关工作人员应重视PLC技术之间的通信与其他相关设备之间的通信。可编程逻辑控制器具有两种不同的通讯方式，其中就包括PLC自身设备之间的通讯以及PLC设备与其他设备的通讯。

当今时代，正是计算机技术高速发展的时代，科技发展水平不断提高，PLC技术的应用功能也日益强大，这就在很大程度上满足了企业在生产制造上的需求。生产制造行业的网络发展有了显著性的提高。由于其具备非常强的速度控制功能，并且抗干扰和可靠性都比较强，所以被广泛地应用于各个生产领域。为了加强企业的通信技术，许多制造行业加大了人力、物力、财力投入，研究出相关的PLC设备的网络通信系统接口，同时为PLC技术在机械系统生产制造行业进行了良好的通信基础，这将在很大程度上提升企业的生产效率与企业间的通信质量。

四、小结

随着中国科学技术的日益进步，生产制造的系统领域也逐渐加快进程。之后，机械制造行业的发展趋势将是信息化。因此，相关制造业的生产系统应该逐渐更新生产模式，保障机械行业的持续发展，未来机械行业的突出功能将是智能化、网络化、绿色化。PLC技术在生产系统中，不仅应用在运动控制方面，开关逻辑控制方面以及通信网络方面，在其他方面还有很大的发挥空间。相信PLC技术在生产系统中的应用能够提高企业工作效率与生产质量。

参考文献：

[1]熊世赋.PLC在机电一体化生产系统设备中的应用研究[J].科技展望，2016（32）.

[2]赵柏宁.PLC在机电一体化生产系统中的运用研究[J].技术与市场，2017（11）.

[3]谢昌明.PLC在机电一体化生产系统中的应用研究[J].大科技，2017（8）.

[4]周方方.浅谈PLC在工业机电一体化生产系统中的运用[J].中国高新技术企业，2016（6）.

（作者单位：湖南兵器工业高级技工学校）