【摘 要】機(jī)電一體化技術(shù)是指結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計(jì)算機(jī)科技的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)越來(lái)越完善，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。PLC采用的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是一種專用工業(yè)控制微機(jī)系統(tǒng)。本文首先對(duì)PLC和機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行分析介紹，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化 系統(tǒng) PLC應(yīng)用

一、引言

近年來(lái)，機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在各個(gè)行業(yè)都得到廣泛地應(yīng)用。隨著微電子技術(shù)的引入，為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入了新的活力，無(wú)論是在功能還是性能、制造技術(shù)上都將傳統(tǒng)的機(jī)械電器提高到了嶄新的水平，為社會(huì)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

二、理論概述

（一）機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)與要素、原則

機(jī)電一體化技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。它指的是在機(jī)構(gòu)的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機(jī)電一體化已經(jīng)成為了一門有著自身體系的新型學(xué)科，它不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其他新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合，而是上述技術(shù)的有機(jī)融合。同時(shí)，這也是機(jī)電一體化和機(jī)械電氣化的根本區(qū)別。

機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)為：（1）系統(tǒng)化。其一個(gè)特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)，另一個(gè)特點(diǎn)是系統(tǒng)更加靈活，能夠進(jìn)行任意的裁剪與重組，結(jié)構(gòu)更加開(kāi)放和模塊化。（2）自律分配系統(tǒng)化。未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品既能明顯增強(qiáng)系統(tǒng)適應(yīng)能力，又不會(huì)因?yàn)槟骋蛔酉到y(tǒng)出現(xiàn)故障而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成影響。（3）人工智能化?！爸悄芑笔侵笝C(jī)器行為，指在控制理論的基礎(chǔ)上，加入例如運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)、力學(xué)、人工智能等新方法使它具有判斷推理、邏輯思維能力。（4）綠色化。產(chǎn)品更加環(huán)保是世界發(fā)展趨勢(shì)。（5）全息系統(tǒng)化。這個(gè)趨勢(shì)是指產(chǎn)品的智能化越來(lái)越高，系統(tǒng)層次由簡(jiǎn)單的“自上而下、自左而右”演變?yōu)閺?fù)雜的雙向甚至多項(xiàng)聯(lián)系。（6）微型機(jī)電化。微機(jī)電一體化的產(chǎn)品加工采用超精密技術(shù)（包括光刻技術(shù)、蝕刻技術(shù)），其產(chǎn)品的特點(diǎn)是體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活等，尤其適用于生物醫(yī)療、軍事、信息等領(lǐng)域，具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

2.機(jī)電一體化的五大組成要素：結(jié)構(gòu)組成要素、動(dòng)力組成要素、感知組成要素、職能組成要素。五大要素有機(jī)結(jié)合共同構(gòu)成了機(jī)電一體化。機(jī)電一體化的四大原則：（1）接口耦合。接口耦合能將兩個(gè)信息模式不同但需要進(jìn)行信息交換、傳遞的環(huán)節(jié)連接起來(lái)。（2）能量轉(zhuǎn)換。能量轉(zhuǎn)換包括執(zhí)行器、驅(qū)動(dòng)器等最優(yōu)轉(zhuǎn)換方法以及原理。（3）信息控制。（4）運(yùn)動(dòng)傳遞。

（二）PLC的定義、特點(diǎn)、構(gòu)成、功能與應(yīng)用

1. PLC是一種電子裝置，它是專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計(jì)的，它采用可以編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部?jī)?chǔ)存執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等操作指令，并能通過(guò)數(shù)字式或者模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機(jī)械生產(chǎn)、生產(chǎn)過(guò)程。

2. PLC有以下特點(diǎn)：（1）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。（2）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)。（3）便于操作與學(xué)習(xí)。（4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，便于改造、維護(hù)方便。（5）體積小，重量輕；耗能低，環(huán)保。

3. PLC的基本構(gòu)成：PLC的基本組成包括中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（系統(tǒng)程序儲(chǔ)存器、用戶程序儲(chǔ)存器、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器）、接口（輸入接口、輸出接口、外部設(shè)備接口擴(kuò)展接口等其他接口）、外部設(shè)備編程器、電源模塊

4. PLC的功能與應(yīng)用：（1）順序控制。PLC在順序控制領(lǐng)域的應(yīng)用范圍最廣，它改變了傳統(tǒng)的繼電器順序控制，提高了生產(chǎn)效率，擴(kuò)大了經(jīng)濟(jì)利益。（2）程序控制。（3）通信聯(lián)網(wǎng)。（4）數(shù)據(jù)處理。PLC能構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理以控制生產(chǎn)過(guò)程。（5）顯示打印。PLC與顯示終端和打印等外圍設(shè)備連接時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)顯示打印的功能。

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

（一）運(yùn)動(dòng)控制。PLC可以對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行有效控制，同時(shí)它又具備可靠性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此將PLC引入磁選機(jī)中能有效確保設(shè)備安全高效穩(wěn)定運(yùn)行，有利于提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，降低能源消耗。

（二）數(shù)據(jù)處理。PLC和CNC（機(jī)械加工中的數(shù)字）、計(jì)算機(jī)數(shù)控組成一體，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。將PLC和CNC控制功能連在一起可以實(shí)現(xiàn)PLC和CNC設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送，由用戶獨(dú)立編程。

（三）過(guò)程控制。模擬量通常指電壓、電流、壓力、溫度等物理量，這些量都是連續(xù)變化著的。實(shí)施控制的最主要目的是確保系統(tǒng)根據(jù)一定的要求開(kāi)展工作，這就要求相關(guān)模擬量生成所需的開(kāi)關(guān)量或模擬量并且輸出。

（四）開(kāi)關(guān)邏輯量控制。PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中最廣泛的應(yīng)用即為開(kāi)關(guān)邏輯量控制。在這一領(lǐng)域中，PLC替代了繼電器控制系統(tǒng)。多用于電鍍生產(chǎn)線控制、化工領(lǐng)域、機(jī)械設(shè)備的邏輯控制等。

四、結(jié)語(yǔ)

由本文的論述可見(jiàn)，機(jī)電一體化是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物。隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)電一體化將融合更多的學(xué)科新技術(shù)（集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科交叉綜合），生產(chǎn)出更多的功能更好、性能更強(qiáng)的新產(chǎn)品。主要發(fā)展方向包括智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、系統(tǒng)化。當(dāng)然，機(jī)電發(fā)展并不是孤立的，與之相關(guān)的技術(shù)還有很多，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)的關(guān)聯(lián)將日漸明晰。PLC未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)包括：高速度、大容量、超大型或超小型、智能化程度增高，加強(qiáng)通信能力、編程語(yǔ)言多樣化等等。

機(jī)電一體化在機(jī)械制造業(yè)中將有極大的發(fā)展空間，更好的利用PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用能最大限度的產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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