楊貝貝　張震

【摘? 要】科技的進步，促進工業(yè)建設事業(yè)得到快速發(fā)展。PLC是一種常見的工業(yè)控制器，主要利用微處理器技術有效控制工業(yè)設備，具有良好的抗干擾性和可靠性。利用PLC技術可以極大提升機械的自動化水平，進而實現(xiàn)智能化的智能控制。因此在當前的工業(yè)生產(chǎn)中，為了有效提升生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的安全性，通常會引入PLC控制技術，例如無人生產(chǎn)線構建等，不僅有打破了傳統(tǒng)人工操作的局面，而且能夠避免惡劣生產(chǎn)環(huán)境的諸多限制，對于提升企業(yè)的經(jīng)濟效益有著積極的意義。本文就PLC在智能機械控制上的應用與關鍵技術展開探討。

【關鍵詞】PLC;智能機械;關鍵技術

引言

隨著科技的高速化發(fā)展，PLC自動化技術已經(jīng)在機械制造中廣泛的應用，已經(jīng)成為自動控制領域的一項新的技能。PLC自動化技術是由系統(tǒng)控制下的一個機械手臂，可以簡單的實現(xiàn)對物體的抓、搬運等基本動作。其優(yōu)點就是減少了人為的機械操作，提升了企業(yè)的工作效率。

1PLC技術概述

PLC（Programmable Logic Controller），中文名稱為可編程控制器，是一種電氣自動化控制裝置，國際電工委員會（IEC）將PLC定義為：是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它使用可編程存儲器內(nèi)部儲存用戶設計的指令，這些指令用來實現(xiàn)特殊的功能，諸如邏輯運算、順序操作、定時、計數(shù)以及算術運算和通過數(shù)字或模擬輸入/輸出來控制各種類型的機械或過程?？焖侔l(fā)展的科學理論為PLC技術的飛速發(fā)展打下了堅實的基礎。電子設備越來越微型化，能在復雜的機械設備中實現(xiàn)對儀器的自動控制。PLC技術有便捷、能耗較低、反應迅速等優(yōu)點。越來越多的傳統(tǒng)機械控制設備被PLC技術慢慢替代。PLC技術在實際的運用過程中，往往有較強的系統(tǒng)穩(wěn)定性，從而使得機械設備能長期投入工作。PLC技術使得機械設備的穩(wěn)定性明顯提高，也能避免傳統(tǒng)機械開關所帶來的缺點，使得企業(yè)的生產(chǎn)成本不斷降低。

2PLC技術的優(yōu)勢

2.1操作方便快捷

機械自動化控制PLC技術最顯著的一個特點就是操作十分的靈活方便，這也是PLC技術能夠被廣泛應用的最重要原因之一。以往在機械自動化控制系統(tǒng)的應用中，采用以往的技術十分的繁瑣復雜，對人力物力都產(chǎn)生了很大的消耗。而將PLC技術應用在機械自動化控制系統(tǒng)中，十分的方便靈活，在實際的操作過程中，很大程度的將工作人員解放了出來，為工作人員提供了很大的便捷性，并且工作效率也得到了顯著的提升。通過對PLC技術的應用，工作人員不需要做太多繁瑣的操作，只需要通過觀看就可以對PLC技術立即做出調(diào)整，使工作人員的工作針對性更強，工作效率也更高。既簡化了自動化控制系統(tǒng)的工作流程，同時也使自動化控制系統(tǒng)的裝置運行得到了最大程度的簡化。

2.2功能強大

自動控制系統(tǒng)受到PLC技術的控制與信息數(shù)據(jù)采集的影響。工作人員能通過PLC技術對系統(tǒng)中的圖像信息進行不斷收集。與此同時，工作人員還能通過PLC技術對系統(tǒng)所收集的信息進行分析。傳統(tǒng)的機械自動化系統(tǒng)很容易受到來自外界的干擾，但機械自動化系統(tǒng)運用PLC技術以后，使得系統(tǒng)擁有較強的抗干擾能力。這主要是PLC技術能將系統(tǒng)內(nèi)的各個模塊進行隔離，從而使得系統(tǒng)的抗干擾能力較強。

3PLC在智能機械控制上的應用

3.1邏輯運算

PLC系統(tǒng)可以根據(jù)客戶的需求設定邏輯算法，當輸入特定的信號之后，就能根據(jù)信號輸出控制的指令，進而實現(xiàn)自動化的控制。目前在自動生產(chǎn)線和單片機上，PLC技術就主要應用于控制系統(tǒng)中，這正是借助其強大的邏輯運算能力。通過這種邏輯運算，就減少了生產(chǎn)過程中的人工輸出，可以有效節(jié)省成本，而且能夠減少其他因素對生產(chǎn)的影響。

3.2數(shù)據(jù)處理

PLC控制系統(tǒng)具有強大的控制功能，其中包括計算機運算功能、系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸功能、信息轉(zhuǎn)換功能以及科學排序功能等。另外，PLC控制系統(tǒng)能夠準確采集重要信息數(shù)據(jù)并進行有效歸納，使用專用信息接口進行數(shù)據(jù)傳輸，將指令傳達到智能機械系統(tǒng)中。

3.3運動控制

PLC技術在接收到特定信號之后會輸出運動控制的指令，因此在實際的應用中，PLC通常會和伺服電機等結合，這樣就能實現(xiàn)復雜的運動控制。目前在數(shù)控機床等設備中，就是采用PLC技術的運動控制功能。

3.4集成系統(tǒng)中應用

集成系統(tǒng)的優(yōu)勢是使用效率十分高，成本很低，這就使很多企業(yè)十分青睞該系統(tǒng)，但是不可忽視的是，集成系統(tǒng)的缺點也十分顯著，在具體應用的過程中，集成系統(tǒng)在需要對某個控制對象進行改變的時候，必須要使全部的系統(tǒng)停止運行，這樣不僅十分繁瑣，還會為大大降低系統(tǒng)的運行效率。而將PLC技術應用在自動化控制系統(tǒng)中，可以實現(xiàn)對某個控制區(qū)域進行單一調(diào)整，而不影響整個系統(tǒng)的繼續(xù)運行。

4PLC在智能機械控制中的應用實例與關鍵技術分析

4.1應用實例分析

本文選取智能機械手臂控制系統(tǒng)作為應用實例進行分析，該系統(tǒng)是當前PLC在智能控制系統(tǒng)中的應該典型。其在系統(tǒng)中應用的關鍵技術是具有突出代表屬性的。智能機械手臂控制系統(tǒng)通電啟動運行期間，系統(tǒng)中的檢測裝置會借助傳感器設備進行工位檢測，然后得出相應檢測結果，進行信號發(fā)送，當PLC控制系統(tǒng)接收到相關信號之后，系統(tǒng)將會執(zhí)行下降指令，實現(xiàn)相關操作。系統(tǒng)下降到制定位置之后，PLC控制系統(tǒng)接收到下降信號，會隨之發(fā)出停止下降指令，機械接收指令之后會停止下降繼而操作抓緊指令，然后實現(xiàn)工件抓緊，帶PLC控制系統(tǒng)發(fā)出上升指令之后，系統(tǒng)接受到指令上升到指定位置，會繼續(xù)按照左右調(diào)節(jié)指令進行微調(diào)，直到系統(tǒng)發(fā)出到位提醒之后，設備會停止微調(diào)指令，繼續(xù)執(zhí)行放松指令，完成工件到位操作，此時系統(tǒng)會進行到位檢測，確認到位之后所有指令停止，然后開始重復作業(yè)，這就是PLC在智能機械手臂控制系統(tǒng)中的應用流程。

4.2關鍵技術分析

4.2.1主控系統(tǒng)中的應用

主控系統(tǒng)是實現(xiàn)智能機械運作的關鍵，也是整個智能設備的“大腦”。PLC技術在控制主要就是通過主控系統(tǒng)來實現(xiàn)，通過特定的程序來運算數(shù)據(jù)，然后識別特征和發(fā)布控制指令。主控系統(tǒng)中有預設好的程序模塊，其整個系統(tǒng)的運作都依靠邏輯運算，各種規(guī)定的機械運作會按照實際反饋的信息執(zhí)行，而且在該過程還包含著系統(tǒng)故障的檢測。在這個過程中，需要CPU的支持，PLC負責具體的系統(tǒng)運作。一般在大型智能機械設備中，主控系統(tǒng)會分為手動程序和自動程序兩種，這是為了加強對機械設備運作的整體控制。在通常情況下，自動程序會根據(jù)預先設定的方式運作，各項信息的處理與分析由PLC實現(xiàn)，然后傳遞給主控系統(tǒng)，之后就是各項指令的實現(xiàn)。但是當遇到突發(fā)情況，還可以通過手動控制來進行智能機械設備的操控。從本質(zhì)上來看，在主控系統(tǒng)中，PLC技術應用的關鍵就在于程序的存儲和實現(xiàn)。

4.2.2電氣系統(tǒng)中PLC關鍵技術分析

電氣系統(tǒng)主要功能是對電氣設備進行合理管控，其中重要電氣設備包括電源裝置、繼電器裝置、輸出端口裝置以及輸入端口裝置等。想要保證系統(tǒng)中信號數(shù)據(jù)的有效傳輸和監(jiān)控質(zhì)量，需要應用數(shù)字信號轉(zhuǎn)換技術、設備檢測技術以及繼電器控制技術等進行綜合技術控制。

4.2.3機械系統(tǒng)中的應用

機械系統(tǒng)是PLC的命令執(zhí)行者，以機械手臂為例，其轉(zhuǎn)軸、動作臂和夾頭都是機械系統(tǒng)的重要組成部分，它相當于“手”和“腳”。在機械手臂運作的過程中，各項命令信號最終都是通過機械系統(tǒng)實現(xiàn)的，能夠根據(jù)生產(chǎn)的實際需求做出抓、放、移動等操作。

結語

將PLC技術運用在智能機械控制中，有利于提高機械設備運轉(zhuǎn)的效率，使得機械系統(tǒng)更為穩(wěn)定。PLC技術能使得智能機械控制系統(tǒng)性能更為優(yōu)異。隨著我國不斷快速發(fā)展，PLC技術將會越來越重要，在未來將會與人工智能技術相互結合，使得智能機械控制水平進一步提高。

參考文獻：

[1]陳素芹，李長波.PLC在智能機械控制上的研究與應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2016（15）

[2]韓慶敏，林浩，姜洪朝等.PLC控制系統(tǒng)在智能制造時代的應用及發(fā)展趨勢[J].信息技術與網(wǎng)絡安全，2018（5）.

[3]于琦.PLC在智能機械控制上的應用與關鍵技術分析[J].中國設備工程，2018（5）.

[4]常娜娜.PLC在智能機械控制中的應用及技術分析[J].科技風，2019（10）

作者簡介：

楊貝貝（1991.2-），女，漢族，籍貫：河南開封，商丘工學院，助教，碩士研究生學歷，專業(yè)：機械電子工程，研究方向：智能制造，人工智能

張震（1986.01—），男，漢族，籍貫：河南商丘人，商丘工學院，助教，碩士學位，專業(yè)：機械設計及理論，研究方向：機電一體化，機器人

（作者單位：商丘工學院）