【摘 要】 PLC的應(yīng)用極大推進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)程與發(fā)展，是現(xiàn)代工業(yè)控制中的支柱。PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用表現(xiàn)在很多方面，其中在運(yùn)動(dòng)控制、開(kāi)關(guān)邏輯控制、數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制、通信網(wǎng)絡(luò)等中的應(yīng)用上，發(fā)揮的作用尤為突出，本文對(duì)PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和探討。

【關(guān)鍵詞】 PLC；機(jī)電一體化；生產(chǎn)系統(tǒng)；運(yùn)用

PLC集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)與通信技術(shù)于一體，是替代傳統(tǒng)繼電器所發(fā)展起來(lái)的電子系統(tǒng)。PLC的了開(kāi)發(fā)為實(shí)現(xiàn)工業(yè)環(huán)境中單臺(tái)設(shè)備控制到工廠整體流程的自動(dòng)化。PLC的優(yōu)勢(shì)在于編程簡(jiǎn)單、組裝靈活、體積小、抗干擾能力強(qiáng)等，并且隨著軟件、硬件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC的編程過(guò)程也不斷簡(jiǎn)化，同時(shí)性能以及系統(tǒng)的開(kāi)放性也得到了增強(qiáng)。如今PLC被廣泛地用于造紙、機(jī)械制造、輕工、化工、冶金等相關(guān)的領(lǐng)域。

1 PLC的特點(diǎn)

PLC的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：其一，PLC可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)很好的融合。這是基于目前普遍的現(xiàn)場(chǎng)總線均為PLC生產(chǎn)廠家直接研發(fā)的，因此現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC有著尤為密切的關(guān)系。其二，通信協(xié)議統(tǒng)一化。在發(fā)展趨勢(shì)層面上，PLC采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議。這樣便給廠家與用戶均提供了方便，進(jìn)而讓通信的開(kāi)放性逐漸變強(qiáng)。其三，通信程序的設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單。廠家基本上都會(huì)利用專門的計(jì)算機(jī)以及通信接口軟件來(lái)對(duì)通信程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)方法因?yàn)榻档土擞?jì)算機(jī)編程的工作量，所以在很大程度上突出了通信程序設(shè)計(jì)極為簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。

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

2.1應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制

PLC應(yīng)用在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的控制，例如圓周運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)等。之前，機(jī)電一體化對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制主要通過(guò)I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，而應(yīng)用PLC技術(shù)后，運(yùn)動(dòng)控制可由專門的模塊實(shí)現(xiàn)。目前來(lái)看，很所PLC生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品均具備運(yùn)動(dòng)控制功能。在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中，在很多方面都需應(yīng)用PLC的速度控制功能，例如機(jī)械裝配、切削機(jī)床等。PLC因擁有的強(qiáng)大速度控制功能，以及具有抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，使其在很多生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如，將PLC應(yīng)用到磁選機(jī)中，不僅使設(shè)備的自動(dòng)化水平與電氣性能得到較大提高，而且還能保證設(shè)備安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.2應(yīng)用于開(kāi)關(guān)邏輯控制

開(kāi)關(guān)邏輯控制是PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)的重要應(yīng)用，例如，可使用PLC替代繼電器控制系統(tǒng)工作，同時(shí)，還可將PLC用于邏輯調(diào)控和管理注塑機(jī)、電氣、機(jī)床等，而且還可應(yīng)用在電鍍生產(chǎn)線、冶金工業(yè)、電磁閥控制等方面。除此之外，還可應(yīng)用在CNC機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中。CNC機(jī)床控制系統(tǒng)具有強(qiáng)大的圖形顯示，以及數(shù)據(jù)處理功能，而將PLC應(yīng)用到該機(jī)床中，可更加出色的完成邏輯處理的任務(wù)，大大提高邏輯任務(wù)的完成質(zhì)量與效率。如將PLC應(yīng)用在針吸式穴盤自動(dòng)播種機(jī)中，不僅可簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)，而且還能提高播種機(jī)的可靠性與穩(wěn)定性。

2.3應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理是企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)不可缺少的重要環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)處理效率與質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系著生產(chǎn)活動(dòng)能夠高效開(kāi)展，因此引起很多生產(chǎn)企業(yè)的高度重視。而當(dāng)今社會(huì)科技發(fā)展迅速，生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的PLC功能越來(lái)越強(qiáng)大，一定程度上滿足企業(yè)數(shù)據(jù)處理要求。目前市場(chǎng)上的PLC設(shè)備一方面可利用PLC可實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算以及矩陣運(yùn)算等多種數(shù)學(xué)運(yùn)算。另一方面可轉(zhuǎn)換和傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)還可進(jìn)行進(jìn)位、排序、查表等相關(guān)操作，為數(shù)據(jù)的收集、分析與處理提供便利。其中處理數(shù)據(jù)時(shí)PLC可將收集的數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)器中預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)對(duì)比，從而實(shí)施相關(guān)操作。另外，還可利用智能功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打印、制表操作。

2.4應(yīng)用于過(guò)程控制

過(guò)程控制指將成分、液位、流量、壓力以及溫度當(dāng)作被控參數(shù)的自動(dòng)控制。因過(guò)程控制涉及很多產(chǎn)品決定產(chǎn)品質(zhì)量的參數(shù)，因此，過(guò)程控制質(zhì)量往往給產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。在過(guò)程控制中模擬量是極其重要的指標(biāo)，實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中需重點(diǎn)關(guān)注模擬量的情況。一般情況下，模擬量是處于不斷的變化之中，例如溫度、壓力、電流、電壓等。為更好的實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制，可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用PLC技術(shù)，主要因?yàn)閼?yīng)用PLC技術(shù)可結(jié)合歷史與當(dāng)前模擬量，輸出或生成所需模擬量，保證系統(tǒng)根據(jù)預(yù)定的目標(biāo)運(yùn)行。尤其在連續(xù)生產(chǎn)控制中，過(guò)程控制是應(yīng)用率較高的控制方式，而應(yīng)用PLC可順利實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)時(shí)的過(guò)程控制，確保生產(chǎn)任務(wù)的圓滿完成。

2.5應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)

通信是企業(yè)順利從事生產(chǎn)工作的關(guān)鍵，各設(shè)備間的信息通信不僅可保證生產(chǎn)工作的正常進(jìn)行，而且還有助于工作人員根據(jù)需要進(jìn)行人為的控制，尤其PLC自身以及與其他設(shè)備的通信，需引起足夠的重視。PLC的通信方式分為兩種，一種是PLC之間的通信，一種是PLC與其他智能設(shè)備間的通信。在計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，企業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展取得了突出成績(jī)，為滿足企業(yè)通信需求，很多PLC生產(chǎn)企業(yè)投入大量人力、物力，生產(chǎn)出具有專門的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接口的PLC設(shè)備，為PLC更好的與企業(yè)其他系統(tǒng)進(jìn)行良好的通信奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為提高企業(yè)通信質(zhì)量與效率創(chuàng)造了良好的條件。

計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的飛速發(fā)展使得工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)也得到了飛快的進(jìn)步，PLC的生產(chǎn)與制造的過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于其通信功能非常的重視，如今PLC都有著通信接口，方便數(shù)據(jù)通信等相關(guān)的功能，多種通信接口使其有著很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)通信能力，通過(guò)通信交換數(shù)據(jù)相互操作，再加上聯(lián)網(wǎng)的控制，參與通信的PLC可以達(dá)到一定的規(guī)模，乃至不受限制。并且PLC同智能的執(zhí)行裝置連接成設(shè)備網(wǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，形成遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，既能夠簡(jiǎn)化硬件維護(hù)與接線，同時(shí)又提升了控制的能力。

2.6模擬量控制

通過(guò)對(duì)PLC功能模塊的合理組裝，使得組裝后的系統(tǒng)控制功能更為完善，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的靈活控制。具體的組成模塊有主機(jī)模塊、高速計(jì)數(shù)與模擬量模塊等，模擬量控制模塊對(duì)控制系統(tǒng)的精確系數(shù)有著很大程度的提升，突破了以往的儀表控制系統(tǒng)維護(hù)的局面。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，溫度、壓力以及流量等連續(xù)變化的模擬量較為常見(jiàn)，通過(guò)A/D或者D/A轉(zhuǎn)換可以得到相應(yīng)的模擬量，從而保證編程器對(duì)得出的模擬量進(jìn)行完善的處理，而PID調(diào)節(jié)則是閉環(huán)控制系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用較多的一種調(diào)節(jié)方式。

3 PLC的發(fā)展趨勢(shì)

如今PLC的不斷發(fā)展促進(jìn)了PAC的出現(xiàn)，PAC不僅能夠?qū)崿F(xiàn)順序控制等功能，也能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制、傳動(dòng)控制、批處理等功能，有著很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信能力，工廠自動(dòng)化當(dāng)中僅利用PAC就能夠?qū)崿F(xiàn)所有的控制功能。從現(xiàn)在的發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC將有著更為廣闊的發(fā)展空間，越來(lái)越多的新技術(shù)成果將被用于PLC的制造與設(shè)計(jì)當(dāng)中，PLC將會(huì)朝著智能更強(qiáng)、速度更快、儲(chǔ)存量更大的方向發(fā)展。而從規(guī)模發(fā)展來(lái)看，PLC將會(huì)向超大型與超小型的方向發(fā)展，通信設(shè)備將會(huì)更為完善，人機(jī)界面也會(huì)更為完美，能夠適用于各種不同工業(yè)控制場(chǎng)合需求。此外隨著控制系統(tǒng)的精確化程度的提升，PLC編程語(yǔ)言也會(huì)相應(yīng)的提升，朝著多樣化以及高級(jí)化的方向發(fā)展，PLC也將不斷地增加產(chǎn)品的類型，應(yīng)對(duì)不同市場(chǎng)的需求，從而帶動(dòng)更大的市場(chǎng)，促進(jìn)PLC的發(fā)展，使其在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域當(dāng)中發(fā)揮著更大的作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，各生產(chǎn)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)激烈殘酷。對(duì)于生成企業(yè)而言要想在市場(chǎng)中脫穎而出，處于競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，必須不斷革新技術(shù)，提高生產(chǎn)效率。目前，很多企業(yè)引用了機(jī)電一體化系統(tǒng)，較之前產(chǎn)品生產(chǎn)情況雖有很大改善，但是機(jī)電一體化系統(tǒng)還應(yīng)注重PLC的應(yīng)用，以充分發(fā)揮機(jī)電一體化潛能，為企業(yè)追求更大的利潤(rùn)做好鋪墊。

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