PLC在机电一体化生产系统中的应用

郭祎

摘要

PLC可编程控制器是一种专用工业控制微机系统，所采用的是典型的计算机系统结构，适用的范围是以工业现场作业为主的电控控制机。在现代工业发展中，机电一体化正处在不断发展和完善的过程中。PLC可编程控制器是一种很有发展空间的控制系统，首先对PLC可编程控制器和机电一体化作一个简单的介绍，之后再浅谈PLC可编程控制器在机电一体化生产系统中的应用。

【关键词】PLC可编程控制器 机电一体化 逻辑控制 生产系统中的应用

现代科学技术的迅速发展和广泛应用导致在一定程度上促进了工程领域的技术革命。中国机械工程领域的重大学术进展、微电子技术等相关技术的迅速发展以及其自身向机械工业领域的渗透最终促成了机电一体化的产生，最终促成机械电气化阶段迈入机电一体化阶段。

1 PLC可编程控制器的定义、结构及功能

PLC可编程控制器为了避免与个人计算机PC（Personal Computer）相混淆，所以改为PLC可编程控制器（Programmable Logic Controller）即可编程逻辑控制器。

PLC可编程控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为电源和中央处理单元。PLC可编程控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC可编程控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。中央处理单元（CPU）是PLC可编程控制器的控制中枢。它按照PLC可编程控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。

1987年2月，国际电工委员会（IEC）在可编程控制器的标准草案中做了如下定义“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计，它采用可编程序的存储器存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入/输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统连成一个整体，并易于扩充其功能。

可编程控制器在其内部结构和功能上都类似于通用计算机，所不同的是可编程控制器还具有很多通用计算机所不具备的功能和结构。如PLC可编程控制器有一套功能完善且简单的管理程序，能够完成故障检查、用户程序输入、修改、执行与监视等功能；PLC可编程控制器还有很多适应于各种工业控制系统的模块；由于这些特点，目前可编程控制器己成为工业自动控制系统的重要支柱。

2 机电一体化概述

机电一体化是以电子技术特别是微电子技术为主导、多种新兴的技术与机械设计交叉、融合而形成的综合性高技术，是机械和电子技术的有机结合产物。机电一体化正处在不断发展和完善的过程中，是一种崭新的学术思想，除了强调机与电的有机结合，还具有更深刻、更广泛的涵义。

现阶段我们按照机电一体化的思想，凡是由各种现代高新技术与机械和电子相互结合而形成的各种技术、产品或系统，均属于机电一体化范畴。因此，目前人们谈论的机电液一体化、机电光一体化、机电信一体化都属于机电一体化。

3 PLC在机电一体化生产系统中的应用分析

目前，PLC可编程控制器已经广泛与机械、电子、交通等几乎所有的工业控制领域，以下是PLC可编程控制器在机电一体化中的应用。

3.1 运动控制

通过PLC可编程控制器能够有效控制直线运动或者圆周运动，通常在工业现场，各个输入接点和输出设备都有各自的代号，PLC可编程控制器的内部会分配给每一个输入信号和输出信号，即对继电器进行编号。PLC可编程控制器在磁选机中引入PLC可编程控制器控制能够最大程度地改善设备的电气性能和自动化水平，能够确保设备长期稳定运行。混凝土搅拌站工作原理中运动控制中引入PLC可编程控制器控制系统能够解决实际生产问题的方法，尤其是降低能源消耗量以及系统设备故障率起到了前所未有的使用价值。

3.2 开关逻輯量控制

开关量的逻辑控制取代传统继电器控制系统是现代最先进的自动化控制系统。另外，PLC可编程控制器还广泛应用于化工领域中的各种泵和电磁阀的控制，冶金企业的高炉上料系统、轧机、连铸机、飞剪的控制。

3.3 过程控制

当PLC可编程控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

4 结语

综上所述，以计算机和网络为核心的现代技术的不断发展正在越来越深刻地改变着我们的生产，机械制造业信息化发展将来定会成为主导。机械制造业的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术的融合，最终在机电一体化生产系统中深入更新换代。PLC可编程控制器技术在机械制造业中将会有极大的发展空间，以PLC可编程控制器技术为核心的控制系统将来会在机电设备电气控制应用中得到普及。

参考文献

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