魏杰 楊銳杰 周柏宏 何勁松 李正凱

摘 要：PLC又稱為可編程邏輯控制器，主要用來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器來(lái)對(duì)機(jī)電一體化生產(chǎn)進(jìn)行虛擬控制，由于其運(yùn)行速度快、編程工作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，得到了機(jī)電生產(chǎn)工作的廣泛應(yīng)用。然而，世界上沒(méi)有一個(gè)事物是能一成不變的，為了適應(yīng)時(shí)代的變化、發(fā)展的要求，生產(chǎn)制造行業(yè)也要對(duì)機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)和PLC技術(shù)進(jìn)行不斷地探索、創(chuàng)新。本文主要從PLC的含義及其工作原理出發(fā)，嘗試探索PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中可行的應(yīng)用，希望能給相關(guān)人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：PLC；機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)；應(yīng)用措施

十九大之后，各行各業(yè)加快了社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程。為了應(yīng)對(duì)機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)代化的發(fā)展需要，相關(guān)部門不斷進(jìn)行科學(xué)研究，將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與PLC相結(jié)合，更新機(jī)電生產(chǎn)設(shè)備。PLC技術(shù)的應(yīng)用，簡(jiǎn)化了過(guò)去繼電器邏輯控制的工程，優(yōu)化了機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)，節(jié)約了生產(chǎn)成本，保證了生產(chǎn)工作的安全、穩(wěn)定。因此，我們更應(yīng)該在此基礎(chǔ)上不斷探索，探討PLC在整個(gè)系統(tǒng)中更多可行的應(yīng)用舉措，促進(jìn)機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)的完善，保障生產(chǎn)發(fā)展。

1、PLC含義及其工作原理

1.1PLC含義

PLC，就是一個(gè)電子控制器，通過(guò)獨(dú)立的控制系統(tǒng)和CPU、輸入和輸出接口，進(jìn)行生產(chǎn)系統(tǒng)的控制。工作人員通過(guò)編好的程序可以采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)。同時(shí)，在PLC的程序編制中，對(duì)程序的形式?jīng)]有嚴(yán)格的要求，可接受梯形圖程序，這樣不僅可以擴(kuò)大控制范圍，減少?gòu)?fù)雜程序，還可以創(chuàng)新過(guò)去的接線方法，節(jié)約了技術(shù)成本，使機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的虛擬控制更加科學(xué)、高效。而且PLC的適應(yīng)能力強(qiáng)，存儲(chǔ)空間大，還具有云存儲(chǔ)功能，能適用各種范圍、各行各業(yè)的機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)。在開(kāi)關(guān)量和模擬量控制、生產(chǎn)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等系統(tǒng)中都可以靈活應(yīng)用。

1.2工作原理和運(yùn)行模式

PLC的工作原理非常簡(jiǎn)單，主要通過(guò)自身設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入，根據(jù)編入的程序自主進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)更新，再將更新后的數(shù)據(jù)重新輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電的編程控制。PLC有自己的運(yùn)行模式，根據(jù)編程人員的程序設(shè)定進(jìn)行工作，循環(huán)往復(fù)，執(zhí)行指令。其正常運(yùn)行的模式一般是：輸入編程——運(yùn)行程序——采集數(shù)據(jù)——輸出數(shù)據(jù)——分析數(shù)據(jù)——處理數(shù)據(jù)——更新數(shù)據(jù)——再次運(yùn)行程序——輸出更新數(shù)據(jù)等等，通過(guò)一個(gè)良性循環(huán)的運(yùn)行模式來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)的虛擬控制。PLC的內(nèi)存存儲(chǔ)空間大，足夠生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)的不斷輸入、更新、輸出，通過(guò)中央控制器和獨(dú)立的輸入、輸出接口完成工作的運(yùn)行。如果出現(xiàn)問(wèn)題，影響正常生產(chǎn)，工作人員也不需要逐個(gè)模塊、逐條線路地進(jìn)行檢修，更換線路，只需要修改存儲(chǔ)器中的終端程序，將錯(cuò)誤語(yǔ)句替換成正確語(yǔ)句，就會(huì)得到新的正確數(shù)據(jù)，并自動(dòng)刪除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，使生產(chǎn)系統(tǒng)恢復(fù)正常，這充分體現(xiàn)了PLC工作模式中的靈活性。

2、可行應(yīng)用探討

2.1開(kāi)關(guān)量的控制應(yīng)用

在實(shí)際的PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用中，在開(kāi)關(guān)量的控制應(yīng)用最為廣泛。當(dāng)傳統(tǒng)的繼電器進(jìn)行虛擬控制的系統(tǒng)出現(xiàn)故障需要整體拆除后，我們就完全可以用 PLC進(jìn)行替代，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備開(kāi)關(guān)量的編程控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的科學(xué)管理。目前化工領(lǐng)域和鋼鐵冶煉、汽車制造等行業(yè)，都廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱為CNC），將PLC應(yīng)用到CNC中，就可以借助先進(jìn)靈活的控制技術(shù)更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、生產(chǎn)加工。說(shuō)的再淺顯一些，PLC就是連接生產(chǎn)系統(tǒng)和CNC電控開(kāi)關(guān)的紐帶，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程保證生產(chǎn)系統(tǒng)的安全、高效。

2.2生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)的控制應(yīng)用

PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中最直接的應(yīng)用就是生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)的控制應(yīng)用。生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)的模式有兩種，一種是直線運(yùn)動(dòng)，還有一種是圓周運(yùn)動(dòng)。 能夠完成對(duì)直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)的高效控制和管理。過(guò)去，主要通過(guò)控制模塊之間的傳感器實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的控制，具有控制速度慢、可靠性低的缺點(diǎn)，因此本身具備生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)特定控制模塊的PLC技術(shù)就得到了機(jī)械工作中的廣泛應(yīng)用。正因?yàn)镻LC的生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)成熟，所以機(jī)械的生產(chǎn)效率得到了提高，使生產(chǎn)工作更加穩(wěn)定。

2.3生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制應(yīng)用

一般來(lái)講，要想實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的科學(xué)、有效控制，保證產(chǎn)品質(zhì)量，就要認(rèn)真觀察、分析產(chǎn)品的數(shù)據(jù)，特別是產(chǎn)品的模擬量數(shù)據(jù)。但實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，模擬量的變動(dòng)性很大，特別是電壓、溫度等數(shù)據(jù)指標(biāo)不易穩(wěn)定，容易發(fā)生變化，給相關(guān)工作人員的工作帶來(lái)了一定的困難。PLC技術(shù)就能在存儲(chǔ)器中進(jìn)行模擬數(shù)據(jù)變化量的編程，輸入生產(chǎn)所需的模擬量，規(guī)劃模擬數(shù)據(jù)的正常浮動(dòng)，一旦模擬量的數(shù)據(jù)變動(dòng)超出了正常的范圍，設(shè)備就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)，提醒工作人員。并且在總程序設(shè)定的計(jì)算機(jī)上還可以清楚地看到異常的數(shù)據(jù)，方便人員進(jìn)行數(shù)據(jù)修改，恢復(fù)正常生產(chǎn)。這種技術(shù)應(yīng)用能夠完成生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，減少工作人員的工作量，保證產(chǎn)品正常、高質(zhì)地生產(chǎn)。

2.4數(shù)據(jù)的有效處理應(yīng)用

PLC的最主要優(yōu)勢(shì)不是生產(chǎn)過(guò)程、開(kāi)關(guān)控制和運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用，而是它強(qiáng)大的存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)處理功能。因?yàn)榇鎯?chǔ)空間大，我們不僅可以存儲(chǔ)當(dāng)前的數(shù)據(jù)，過(guò)去輸入的數(shù)據(jù)也不會(huì)因?yàn)榇鎯?chǔ)空間不足而被刪除，這就方便技術(shù)人員進(jìn)行參數(shù)對(duì)比，為今后的生產(chǎn)工作提供重要的參考依據(jù)，這種優(yōu)勢(shì)在衛(wèi)生用紙、金屬加工等柔性產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)中得到了很好的體現(xiàn)。因?yàn)榭萍嫉牟粩喟l(fā)展，PLC技術(shù)也不斷進(jìn)行更新、完善，它的數(shù)據(jù)處理功能越來(lái)越強(qiáng)大，可以進(jìn)行的運(yùn)算也越來(lái)越多，只要是數(shù)學(xué)運(yùn)算，無(wú)論是復(fù)雜的邏輯運(yùn)算還是高難度的函數(shù)運(yùn)算，它都可以進(jìn)行高效的處理，甚至還可以向特定的計(jì)算機(jī)、打印機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，進(jìn)行數(shù)據(jù)打印，方便統(tǒng)計(jì)人員的表格制作工作。

2.5網(wǎng)絡(luò)通信的控制應(yīng)用

世界在經(jīng)歷了第三次科技革命后，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，對(duì)機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息的共享工作提出了更高的要求。計(jì)算機(jī)電子信息技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)就是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，在現(xiàn)在的生產(chǎn)系統(tǒng)工作中，我們更不能忽視PLC在網(wǎng)絡(luò)通信中的控制應(yīng)用。工作人員要通過(guò)PLC的技術(shù)和設(shè)備建立設(shè)備與設(shè)備之前、工作人員與設(shè)備之間的聯(lián)系，使所有的網(wǎng)絡(luò)信息都能通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)共享互換，最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)的生產(chǎn)管理控制。不少企業(yè)也通過(guò)PLC建立不同企業(yè)之間的網(wǎng)絡(luò)通信方式，通過(guò)智能設(shè)備和先進(jìn)的PLC技術(shù)來(lái)建設(shè)特定的機(jī)電一體化生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提高自身企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，以促進(jìn)企業(yè)更好地發(fā)展。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展為我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了不少的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也為機(jī)械系統(tǒng)中的各種行業(yè)帶來(lái)了激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。機(jī)械制造業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)的長(zhǎng)河中穩(wěn)定發(fā)展，就要抓住機(jī)遇，勇對(duì)挑戰(zhàn)，適應(yīng)時(shí)代的變化，創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)，在生產(chǎn)的源頭做好先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的引進(jìn)工作，促進(jìn)PLC技術(shù)在生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)、生產(chǎn)過(guò)程、數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)通信方面的應(yīng)用，不斷做好機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)的完善工作。只有這樣，才能保障產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，形成企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，帶動(dòng)企業(yè)乃至整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的創(chuàng)新、進(jìn)步。

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作者簡(jiǎn)介：

魏杰（1998），男，漢，中國(guó)，雅安，職業(yè)技術(shù)學(xué)院，學(xué)生.