PLC在机电一体化生产系统中的应用分析

陈志福

摘要：近年来，随着各种高新技术应用于工业生产，制造行业发生了巨大的变革。以PLC为代表的新兴技术渐渐应用到生产制造行业中来，这不仅加快了工业生产的自动化，还提高了社会生产力，真正体验到科学技术带给制造业的动力。其主要体现在传统的机械与电气生产系统中PLC技术的应用，这也推动了工业生产从机械电气化时代迈向机电一体化时代。本文先对机电一体化和PLC的发展和概念作了简单介绍，理解了其技术的相关背景，之后利用实例论证分析了PLC技术在机电一体化生产系统中的具体应用。

关键词：PLC;机电一体化;生产系统;应用

引言

科学技术的不断进步，将我们带入到了机电一体化时代中，为了能够促进机械制造业的可持续发展，应当进一步扩大计算机技术与微电子技术的应用范围，在节约人力资源的同时提高生产效率。

1PLC技术与机电一体化概述

1.1PLC

PLC是一种控制系统，它所能够带来的作用与微型计算机较像，所负责的工作是采集数据和处理数据。PLC本身有独立CPU、及I/O口等，能够基于实际条件来独立完成数据采集、数据处理以及数据编程等。在具体应用中，将PLC技术应用于梯形图中，将有利于对复杂逻辑的简化处理，大大提高程序的数据处理效率。另外，PLC技术还可以有效减少接线漏洞，让系统运行的更加顺畅，从而减少运行费用。随着此项技术的不断成熟，PLC的应用范围在持续扩大，目前在我国的石油行业、钢铁行业中均有着不俗的表现。

1.2机电一体化

机电一体化是新时代发展的产物，在初期的应用阶段中并没有立即被广泛接受。随着我国科技发展速度的不断加快，机电一体化也变得更加成熟，逐渐在各个领域中有了突出表现。在机电一体化被深入应用的当下，人们对于机械的认知和理解开始发生转变，从而催生出了更趋人性化、智能化的机械设备，让人们的生活变得更加便利。总的来说，机电一体化是一项系统工程，其中包含了自控技术、信息技术、机械技术以及编辑技术等，为了能够保证机电一体化的可持续发展，在未来需要更加重视其功能性、环保性、安全性，可以一直保持创新与进步的状态。

2PLC在机电一体化生产系统的应用分析

2.1无瓶不灌装控制方式

在灌装环节中，灌装头要对准瓶口，否则液体会流出，造成浪费、污染问题，关于具体距离的控制，需要以灌装瓶型号为准，安装红外光电传感装置，记录灌装瓶运行数，按照记录结果放置空瓶，在空瓶进入既定的灌装位置之后，定位气杆就会伸出，起到固定空瓶的作用。为了避免误记数问题，需要安装开光装置，看工作位有无空瓶经过。如果发现有空瓶经过，停止传送，进行灌装，在灌装完毕后，即可退出定位挡杆，如果没有空瓶，传送带会继续运行。

2.2过程控制

PLC作为工业控制器，PLC具备数字/模拟（D/A）、模拟/数字（A/D）转换和算术、关系运算等功能。内部具有模拟量输入/输出（I/O）模块，可将传感器采集到的模拟信号通过（I/O）模块输入到（D/A）转换为数字信号再和设置值进行对比，可闭环控制随时间而不断发生变化的模拟量，诸如对温度变化、速度变化、流量变化、压力变化、电压变化、电流变化等模拟量进行控制。例如PLC在恒压供水中的应用，压力传感器将采集到的模拟电流信号输入到模数转换再到PLC，并和内部设置的压力值与历史压力值作比较，判断是否给变频器信号。

2.3運动控制

应用PLC能够有效控制直线运动与圆周运动。在尚未应用PLC的机电一体化生产系统中，主要是通过开关量I/O模块来连接位置传感器与执行机构，而通过应用PLC，其本身所具备的运动控制功能将大幅提高系统稳定性。目前，PLC已经被广泛应用到各个机械设备中，例如装配机械、电梯、机床等等，相比较来看，PLC具有的优势显而易见，稳定性强、可靠性强以及抗干扰性强等等。例如，在磁选机中运用PLC，能够在现有的基础之上全面提升设备本身的自动化水平，提高生产效率的同时让设备运行的更安全、更稳定。再例如，在混凝土搅拌与生产中应用PLC，可以明显降低故障发生率，在提高生产质量的同时减少资源消耗。

2.4计量方式的选择

当前罐装机控制技术中，最为常用的计量方式包括体积式、称重式两类，体积式计量会受到温度、湿度等因素的影响。因此，在计量方式上，本研究采用称重式计量法，该称重方式简单、明确，物料质量可以直接在灌装、抽检、验收等环节中反映出来。为了保证质量，在自动化灌装系统中应用了质量流量计，虽然该种方式成本相对较高，但是具备温度补偿的功能，灌装的可靠性和稳定性也较高。

2.5误差控制方式

灌装运行中时常会出现流量误差的问题，这主要是由标准体积值、脉冲数、温度与压力引起。标准体积值会影响灌装精确度、准确性，出现误差，为了解决该种问题，应用风扫线进行清理，再打开阀门之后，就不会出现液体残留的问题。对于脉冲数问题，采取相应的措施保护流量计，解决了外部环境因素的影响。温度与压力也是一个重要影响因素，温度会导致计量体积出现误差，压力则会缩小转子、壳体的间隙，影响计量结果的准确性，为了保证生产要求，需要提供恒温、恒压环境。

结语

现在的经济正处于快速发展中，无论是哪个行业，无疑都存在着极其严峻的竞争。要想在这个极具风险的经济世界存活下来，就必须进行适当的改变与创新。结合信息技术，追随着时代的脚步才能取胜。对于机电生产业来说，在生产过程中运用机电一体化生产系统以及PLC技术无疑就是创新转变的一种方式。它们大大提高了机电生产的效率，改善了机电产品的生产质量，使机电行业的发展更上一个台阶。

参考文献：

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（作者单位：新疆中信国安葡萄酒业有限公司）