试论PLC在机电一体化生产系统中的应用

魏杰 杨锐杰 周柏宏 何劲松 李正凯

摘 要：PLC又称为可编程逻辑控制器，主要用来代替传统的继电器来对机电一体化生产进行虚拟控制，由于其运行速度快、编程工作简单等优点，得到了机电生产工作的广泛应用。然而，世界上没有一个事物是能一成不变的，为了适应时代的变化、发展的要求，生产制造行业也要对机电一体化生产系统和PLC技术进行不断地探索、创新。本文主要从PLC的含义及其工作原理出发，尝试探索PLC在机电一体化生产系统中可行的应用，希望能给相关人员提供一些参考。

关键词：PLC；机电一体化生产系统；应用措施

十九大之后，各行各业加快了社会主义现代化建设进程。为了应对机电一体化生产系统现代化的发展需要，相关部门不断进行科学研究，将计算机信息技术与PLC相结合，更新机电生产设备。PLC技术的应用，简化了过去继电器逻辑控制的工程，优化了机电一体化生产系统，节约了生产成本，保证了生产工作的安全、穩定。因此，我们更应该在此基础上不断探索，探讨PLC在整个系统中更多可行的应用举措，促进机电一体化生产系统的完善，保障生产发展。

1、PLC含义及其工作原理

1.1PLC含义

PLC，就是一个电子控制器，通过独立的控制系统和CPU、输入和输出接口，进行生产系统的控制。工作人员通过编好的程序可以采集数据、分析数据和处理数据。同时，在PLC的程序编制中，对程序的形式没有严格的要求，可接受梯形图程序，这样不仅可以扩大控制范围，减少复杂程序，还可以创新过去的接线方法，节约了技术成本，使机电一体化生产系统中的虚拟控制更加科学、高效。而且PLC的适应能力强，存储空间大，还具有云存储功能，能适用各种范围、各行各业的机电一体化生产系统。在开关量和模拟量控制、生产过程控制、数据处理、联网通信等系统中都可以灵活应用。

1.2工作原理和运行模式

PLC的工作原理非常简单，主要通过自身设备进行数据的输入，根据编入的程序自主进行内部数据更新，再将更新后的数据重新输出来实现对机电的编程控制。PLC有自己的运行模式，根据编程人员的程序设定进行工作，循环往复，执行指令。其正常运行的模式一般是：输入编程——运行程序——采集数据——输出数据——分析数据——处理数据——更新数据——再次运行程序——输出更新数据等等，通过一个良性循环的运行模式来实现机电一体化生产系统的虚拟控制。PLC的内存存储空间大，足够生产信息数据的不断输入、更新、输出，通过中央控制器和独立的输入、输出接口完成工作的运行。如果出现问题，影响正常生产，工作人员也不需要逐个模块、逐条线路地进行检修，更换线路，只需要修改存储器中的终端程序，将错误语句替换成正确语句，就会得到新的正确数据，并自动删除错误数据，使生产系统恢复正常，这充分体现了PLC工作模式中的灵活性。

2、可行应用探讨

2.1开关量的控制应用

在实际的PLC在机电一体化生产系统的应用中，在开关量的控制应用最为广泛。当传统的继电器进行虚拟控制的系统出现故障需要整体拆除后，我们就完全可以用 PLC进行替代，实现对机械设备开关量的编程控制，实现生产的科学管理。目前化工领域和钢铁冶炼、汽车制造等行业，都广泛应用计算机数字控制机床系统（以下简称为CNC），将PLC应用到CNC中，就可以借助先进灵活的控制技术更好地进行数据处理、生产加工。说的再浅显一些，PLC就是连接生产系统和CNC电控开关的纽带，通过计算机编程保证生产系统的安全、高效。

2.2生产运动的控制应用

PLC在机电一体化生产系统中最直接的应用就是生产运动的控制应用。生产运动的模式有两种，一种是直线运动，还有一种是圆周运动。 能够完成对直线运动、圆周运动的高效控制和管理。过去，主要通过控制模块之间的传感器实现生产过程中运动的控制，具有控制速度慢、可靠性低的缺点，因此本身具备生产运动特定控制模块的PLC技术就得到了机械工作中的广泛应用。正因为PLC的生产运动控制技术成熟，所以机械的生产效率得到了提高，使生产工作更加稳定。

2.3生产过程的自动控制应用

一般来讲，要想实现生产过程的科学、有效控制，保证产品质量，就要认真观察、分析产品的数据，特别是产品的模拟量数据。但实际的生产过程中，模拟量的变动性很大，特别是电压、温度等数据指标不易稳定，容易发生变化，给相关工作人员的工作带来了一定的困难。PLC技术就能在存储器中进行模拟数据变化量的编程，输入生产所需的模拟量，规划模拟数据的正常浮动，一旦模拟量的数据变动超出了正常的范围，设备就会自动启动警报系统，提醒工作人员。并且在总程序设定的计算机上还可以清楚地看到异常的数据，方便人员进行数据修改，恢复正常生产。这种技术应用能够完成生产过程的自动控制，减少工作人员的工作量，保证产品正常、高质地生产。

2.4数据的有效处理应用

PLC的最主要优势不是生产过程、开关控制和运动控制中的应用，而是它强大的存储空间和数据处理功能。因为存储空间大，我们不仅可以存储当前的数据，过去输入的数据也不会因为存储空间不足而被删除，这就方便技术人员进行参数对比，为今后的生产工作提供重要的参考依据，这种优势在卫生用纸、金属加工等柔性产品生产系统中得到了很好的体现。因为科技的不断发展，PLC技术也不断进行更新、完善，它的数据处理功能越来越强大，可以进行的运算也越来越多，只要是数学运算，无论是复杂的逻辑运算还是高难度的函数运算，它都可以进行高效的处理，甚至还可以向特定的计算机、打印机进行数据传输，进行数据打印，方便统计人员的表格制作工作。

2.5网络通信的控制应用

世界在经历了第三次科技革命后，互联网应运而生，对机电一体化生产系统的数据信息的共享工作提出了更高的要求。计算机电子信息技术的主要优势就是进行网络通信，在现在的生产系统工作中，我们更不能忽视PLC在网络通信中的控制应用。工作人员要通过PLC的技术和设备建立设备与设备之前、工作人员与设备之间的联系，使所有的网络信息都能通过它来实现共享互换，最终实现科学的生产管理控制。不少企业也通过PLC建立不同企业之间的网络通信方式，通过智能设备和先进的PLC技术来建设特定的机电一体化生产网络系统，提高自身企业的核心竞争力，以促进企业更好地发展。

结束语：

综上所述，经济的快速发展为我国的机械制造业带来了不少的发展机遇，同时也为机械系统中的各种行业带来了激烈的市场竞争。机械制造业要想在竞争的长河中稳定发展，就要抓住机遇，勇对挑战，适应时代的变化，创新生产技术，在生产的源头做好先进技术和设备的引进工作，促进PLC技术在生产运动、生产过程、数据处理和网络通信方面的应用，不断做好机电一体化生产系统的完善工作。只有这样，才能保障产品的生产质量，形成企业的核心竞争力，带动企业乃至整个机械制造业的创新、进步。

参考文献：

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[3]钱仲国.试析PLC在机电一体化生产系统中的应用[J]科学中国人， 2018，11

[4]李伟.PLC在机电一体化生产系统中的运用研究[J]黑龙江科技信息，2018，35：29

作者简介：

魏杰（1998），男，汉，中国，雅安，职业技术学院，学生.