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摘要:随着现代化科学技术水平的不断提升,学科与学科之间的交叉和渗透不断加强,这也在一定程度上对工程领域的技术改革起到了促进作用。在机械工程领域中,微电子技术以及计算机技术向机械工业领域不断渗透,最终促成了机电一体化的产生,进而促使机械工业不论是产品结构、技术结构、生产方式、功能还是管理体系均出现明显改变,工业生产也从之前的机械电气化阶段迈入机电一体化阶段。本文主要探讨了PLC在机电一体化生产系统中的应用。
关键词:PLC;机电一体化;生产系统
1、PLC技术相关概述
PLC指的是可编程逻辑控制器,这种控制技术主要是通过微电脑技术制造而成的一种通用自动控制设备,PLC控制系统利用可编程存储器对于系统内部程序进行有效保存,并确保相关计算操作、生产流程控制、数量计量、实践控制等指令得以有效执行,还能通过系统控制不同的机械设备,有效完成生产任务。PLC控制系统通过有效的技术控制,能够保证生产的高效率及自动化目标,因此在现代工业生产中的应用越来越广泛,成为工业生产中的高效控制技术系统之一。PLC是工业行业中极其有效的中央处理器,专门针对工业控制的主体计算机。对部分运行程序进行不断优化升级,对内部信息能够进行实时更新。PCL主要构成是由处理器、电源、存储器、编程器以及I/O模块等五个部件所构成。PLC在运行过程中主要应用程序处理输入及输出处理这三个节点。输入处理是指将搜集到的信息进行短暂寄存;程序处理是对短暂处理的信息加以分析计算归类,得出相应的控制信号;输出处理是将得到的控制信号转化为设备的驱动程序。
2、机电一体化及其发展
机电一体化具体是指在机构动力功能、信息处理功能、主功能以及控制功能等基础之上将电子技术引入,实现机械装置、电子化设计以及软件有机结合的系统的统称。机电一体化立足于系统观点,对机械技术、自动控制技术、微电子技术、信息技术、电力电子技术、信息变换技术、接口技术、软件编程技术以及传感观测技术等进行综合运用,以系统功能目标以及优化组织目标为主要依据,对相关的功能单元进行合理分配及布局,在高质量、多功能、低能耗以及可靠性的基础上确保既定功能价值的实现,进而保证系统达到最优化状态。随着技术的发展,机电一体化呈现出以下发展趋势:(1)智能化。二十一世纪机电一体化技术一大主要发展方向就是智能化,机器人及数控机床智能化就是有力的证明。(2)网络化。随着计算机信息技术的快速发展,依托于网络的远程控制及监视技术取得长足发展,而机电一体化产品就是远程监控的终端设备。因此这也表明,网络化是机电一体化技术的一大主要发展方向。(3)模块化。模块化借助标准单元可以在很大程度上提升新产品研发的速度,除此之外还有助于生产规模的扩大,但前提是要从现实需求出发,制定出一系列标准,为匹配单元和接口提供便利。(4)绿色化。绿色化是时代发展的要求,具体到机电一体化产品的绿色化,则是指要确保在机电一体化产品的使用过程中不会对生态环境造成不利影响,并且确保机电一体化产品使用寿命终结之后可以被回收利用。(5)系统化。采取开放式及模式化总线结构是系统化的突出特征。(6)微型化。机电一体化产品的微型化主要是指机电一体化朝着微型机器以及微观领域的方向发展,微型机电一体化产品体积更小,对能源的消耗量也更低,并且活动灵活。
3、PLC在机电一体化生产系统中的应用
3.1在运动控制中的应用
PLC应用在机电一体化生产系统中可实现运动的控制,例如圆周运动、直线运动等。之前,机电一体化对运动的控制主要通过I/0模块连接位置传感器和执行机构实现,而应用PLC技术后,运动控制可由专门的模块实现。目前来看,很所PLC生产企业生产的产品均具备运动控制功能。在实际生产实践中,在很多方面都需应用PLC的速度控制功能,例如机械装配、切削机床等。PLC因拥有的强大速度控制功能,以及具有抗干扰能力强、可靠性高等优点,使其在很多生产领域得到广泛应用。例如,将PLC应用到磁选机中,不仅使设备的自动化水平与电气性能得到较大提高,而且还能保证设备安全、稳定的运行。
3.2在开关逻辑控制中的应用
在机电一体化的程序中,如若继电器在运行中产生故障,则可以利用PLC设备代替其进行后续工作,PLC也可对机床类电气设备进行控制管理,例如,冲床、车床等机床电器设备。在冶金行业中,PLC技术可以控制电磁阀的系统工作,保证生产链的正常运行;机床领域中借助PLC系统可以逻辑严密的解决相关问题逻辑问题。因此,PLC技术也是连接数据分析系统与机床控制系统之间的中介系统。在播种机中引入PLC技术可以确保播种机的运行稳定性以及其安全性同时也可提高农民的播种效率,方便技术员工对播种机的故障处理。
3.3在数据处理中的应用
随着技术的不断进步,当前的可编程逻辑控制器的功能越来越多,可以实现包括矩阵运算、函数运算以及逻辑运算在内的一系列数学运算,可以对相关数据进行传输及转换,还可以查表、排序、进行位操作等,从而实现对数据的收集、分析以及处理。对于数据,可以将其与保存在存储器中的参考值进行对比,进而开展相应的控制操作,还可以借助通信功能向特定的智能装置传输这些数据,或者直接对数据进行打印,并制成相应表格。通常情况下,数据处理主要应用在如无人控制的柔性制造系统等规模较大的控制系统中,或者诸如冶金、造纸、食品加工等大型控制系统中。
3.4在过程控制中的应用
过程控制指将成分、液位、流量、压力以及温度当作被控参数的自动控制。因过程控制涉及很多产品决定产品质量的参数,因此,过程控制质量往往给产品质量产生直接影响。在过程控制中模拟量是极其重要的指标,实际生产实践中需重点关注模拟量的情况。一般情况下,模拟量是处于不断的变化之中,例如温度、压力、电流、电压等。为更好的实现过程控制,可根据生产实际应用PLC技术,主要因为应用PLC技术可结合历史与当前模拟量,输出或生成所需模拟量,保证系统根据预定的目标运行。尤其在连续生产控制中,过程控制是应用率较高的控制方式,而应用PLC可顺利实现生产时的过程控制,确保生产任务的圆满完成。
3.5在通信网络中的应用
通信网络主要指可编程控制通讯器。这主要是指PLC系统之间的的信息数据交流以及PLC系统与目前还有智能系统的设备之间的数据交流。PLC的通信方式分为两种,一种是PLC之间的通信,一种是PLC与其他智能设备间的通信。在计算机技术迅速发展的今天,企业自动化网络发展取得了突出成绩,为满足企业通信需求,很多PIC生产企业投入大量人力、物力,生产出具有专门的网络系统接口的PLC设备,为PLC更好的与企业其他系统进行良好的通信奠定了坚实的基础,为提高企业通信质量与效率创造了良好的条件。
4、结束语
综上所述,PLC技术是目前科学技术飞速发展的必然产物,作为目前被广泛投入使用的先进技术,其逻辑严密计算精准的特征深受广大工厂企业的喜爱。PLC目前在工业上被广泛应用,技术人员将其与电子计算机相结合,不但提高了工作效率,相应的也减轻了不少投资成本,使得企业利润增加。将PLC技术应用于机电一体化工程的生产链中,确保了生产进行中的高效率,有保障,可信赖性。因此,对PLC技术的应加以进一步的研究分析,促进该技术的进一步发展。
参考文献:
[1]PLC技术在电气自动化中的应用[J].王羽.中国新技术新产品.2015(09)
[2]PLC在机电一体化生产系统中的运用研究[J].王国新.民营科技.2015(07)