PLC在機電一體化生產系統中的應用

龐小蘭

摘? 要：機電一體化在傳統的工業領域應用廣泛，但在計算機普遍及均已應用到工業生產上的情況下，傳統的機電一體化與計算機技術相比就有些相形見絀。因此，機電一體化需要與計算機技術進行融合創新，才可以適應當下增長的生產需求。而PLC可以從控制開關、通信方式等方面大大改善這些問題，因此使得機電一體化技術在工業應用上，得到了進一步的創新發展。

關鍵詞：機電一體化? PLC? 工業應用

中圖分類號：TP273 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）06（a）-0075-02

PLC技術是現代科技發展的產物，通常與計算機技術綜合并用。因此，以下將分析機電一體化的發展方向，并且說明PLC在工業應用方面的優勢。

1? 機電一體化和PLC簡介

1.1 機電一體化

在信息技術逐漸普及后，在工業生產上逐漸興起將生產機械與電子技術合二為一的應用技術，解決了傳統工業設備無法達到的要求。比如，在工業設備上裝置體量微小的電子設備，主要用于改善傳統設備應用功能、信息收集能力、控制能力等方面。而這種新興的機電技術被稱為機電一體化，主要利用新興技術的關聯能力和處理能力，用于提高舊設備單一的處理能力，使得工業設備的創新再利用。

1.2 可編程序邏輯控制器（PLC）

可編程序邏輯控制器簡稱PLC，在工業運用上，相當于一臺小型計算機配置在小型裝置內，擁有強大的數據存儲能力、計算分析能力、數據執行能力以及穩定控制能力等多種能力。其實PLC最早起源于美國的汽車工業生產中，為了提高美國汽車存在體積大、維修難等客觀問題，于是研制出PDP-14可編程控制器，并且配置發布后，用戶反饋體驗效果明顯上升。直到20世紀90年代末期，計算機的興起才使得PLC在工業生產上增加了更多的功能，比如人機互通、指令輸送等智能化功能。

2? 機電一體化的發展方向

機電一體化不僅是通過安裝體量小的電子裝置完成改造，而且是通過傳感檢測、核心編程設置等多方面信息處理技術綜合改造。并且在機電一體化不斷地與實踐過程相互磨合中，機電一體化技術也在不斷創新和發展，從而也推動了工業技術理論上的不斷創新研究，因此機電一體化也朝向5個方向發展：第一，機電一體化朝著智能化方向發展，模仿人體神經傳導功能、機械智能識別等功能，在工業設備在生產產品過程中有一定的自主判斷能力。第二，機電一體化朝著精細化方向發展，主要運用工業級別的納米技術將能耗降到最低，并且將生產效率提升到最高。第三，機電一體化朝著可遠程操控生的方向發展，比如遠程維修、遠程生產等，在操作上更具有便捷性。第四，機電一體化朝著模塊系統化方向發展，使得其更有利于產品的研發推進。第五，機電一體化朝著集成化方向發展，通過將不同方向的科學理論綜合總結，統一對工業設備進行整體改造，使得減少了不必要的重復工作，既提升了設備的可利用率，又省去了不必要浪費的時間。

3? PLC系統在硬件與軟件上的設計內容

3.1 PLC系統的硬件部分設計

對于PLC硬件系統的設計，首先要對PLC機型進行選擇，對于機型的選擇要考慮兩個方：一是所選機型是否滿足需求;二是其結構是否合適。通常，PLC的機型主要分為整體式和模塊式，再根據不同的需求選 擇相應的結構。企業要依照自身狀況選擇相關設備，如果企業長時間要進行大批量的加工生產，可選用較為統一的設備，這樣能做到整齊劃一，集中管理和維修，又能大大提高生產效率。接下來進行輸入輸出端口的設計，要根據實際確定好端口的數量。并且，在實際應用中關于開關大小、智能化操作方面都需要因地制宜，不能過多地產生其他操作，以免損傷系統硬件。

3.2 軟件部分設計

軟件部分設計主要應用在PLC的控制方面，最為關鍵的就是軟件的編程設計，這對于應用在實際操作中是非常重要的。而軟件設計的關鍵，就在于程序員需要對程序進行設置的編譯功能，使其接收的信息可以完美地轉換為計算機可識別語言，比如二進制碼等。而在實際應用中，應用最多的就是“圖解法”，因為其可以將需要的控制操作，都通過數據顯示的方式呈現出來，并且圖解法有很多分類，比如邏輯流程、梯形、時序流程圖等方法。

4? PLC的發展方向及在機電一體化中的應用

4.1 PLC的發展方向

到目前為止，PLC已經是多種現代化技術綜合運用的多元化生產技術，不僅面向工業生產領域，而且面向其他行業領域，因此，在越來越多的市場需求的敦促下，目前PLC朝向6個方向發展：第一，PLC朝著機械自動化方向發展，主要表現在定時、邏輯控制、步進控制等方面。第二，PLC對于需要處理的數據可直接進行計算轉換等強大功能。第三，PLC可通過自有控制盒對工業生產中產生的模數量進行準確采集等功能。第四，PLC綜合現代通信對工業設備可直接進行遠程操控，不僅可實現一對一單一操控，而且可以實現多對一的聯合操控，使得生產過程更為精細明確。第五，PLC對于生產過程的監測方面也有較大提升，可詳情監測每一生產環節出現的所在問題。第六，如果工廠發生斷電情況，以往設備存儲的生產數據會被清零或重置，而PLC會保存斷電時的生產數據及機器運行狀態，直到通電后可繼續運作，很大程度上提高了生產數據的安全性。

4.2 PLC在機電一體化中的應用

4.2.1 轉變單一的開關方式

我國在20世紀80年代末采用的主要以機械開關為主的邏輯裝置，而在引進PLC裝置后，逐漸將PLC作為繼電模塊的新型處理裝置。在實際運用中，PLC在開關邏輯中有很強的優勢體現，比如，在工業設備的閥門上有很好的控制作用。另外，許多工業企業將邏輯調控器、管理注塑機等與PLC系統綜合裝置起來，一方面可以提高生產數據的處理速度能力，另一方面可以提高處理數據的精確程度。

4.2.2 提供多路線運動方式

在PLC的實際運用過程中，生產設備可根據PLC發送的指令進行特殊軌跡的運動，比如彎曲環繞的線路、徑直而向的線路等。因此PLC主要運用在工業領域，比如機床切割、智能機器人感應設置等方面。由此可見，PLC的應用方向是根據大眾市場的選擇而定，就是因為其應用范圍廣泛，并且簡單易操作，并具有消耗成本低、獲取收益高的特點，因此才逐漸被工業廠商們所青睞。

4.2.3 大大提高了數據處理及共享能力

在應用PLC數據處理系統之前，我國主要使用矩陣運算或函數運算等單一方式的數據處理設備，因此，在數據處理能力上遠遠不及PLC系統帶來的無縫轉化能力，不僅提高了數據傳遞速度，而且擴大了數據共享的應用范圍。

4.2.4 檢測的模擬值近乎于實際值

在很多工廠對某一項目進行建造時，通常會使用PLC系統先進行模擬測試，如果測試值符合此次建造項目的預定指標范圍內，那么接下來會按計劃進行投產建設，如果不符，則調整再試。正因為PLC具有很強的過程控制能力，一般PLC檢測的模擬數值會貼近于實際產生的數值，比如所用電壓度、儀表溫度數值等。而PLC對于變化程度較高的模擬數據感應度又較強，因此這也是PLC備受推崇的原因之一。

5? 結語

綜上所述，PLC技術運用到機電一體化中，是工業企業在計算機信息化時代發展的必要工具。不僅僅可以提高自身的生產水平，而且可以降低自身的生產成本，從而最終實現企業效益最大化的理想目標。

參考文獻

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