PLC在机电一体化生产系统中的应用

庞小兰

摘  要：机电一体化在传统的工业领域应用广泛，但在计算机普遍及均已应用到工业生产上的情况下，传统的机电一体化与计算机技术相比就有些相形见绌。因此，机电一体化需要与计算机技术进行融合创新，才可以适应当下增长的生产需求。而PLC可以从控制开关、通信方式等方面大大改善这些问题，因此使得机电一体化技术在工业应用上，得到了进一步的创新发展。

关键词：机电一体化  PLC  工业应用

中图分类号：TP273    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）06（a）-0075-02

PLC技术是现代科技发展的产物，通常与计算机技术综合并用。因此，以下将分析机电一体化的发展方向，并且说明PLC在工业应用方面的优势。

1  机电一体化和PLC简介

1.1 机电一体化

在信息技术逐渐普及后，在工业生产上逐渐兴起将生产机械与电子技术合二为一的应用技术，解决了传统工业设备无法达到的要求。比如，在工业设备上装置体量微小的电子设备，主要用于改善传统设备应用功能、信息收集能力、控制能力等方面。而这种新兴的机电技术被称为机电一体化，主要利用新兴技术的关联能力和处理能力，用于提高旧设备单一的处理能力，使得工业设备的创新再利用。

1.2 可编程序逻辑控制器（PLC）

可编程序逻辑控制器简称PLC，在工业运用上，相当于一台小型计算机配置在小型装置内，擁有强大的数据存储能力、计算分析能力、数据执行能力以及稳定控制能力等多种能力。其实PLC最早起源于美国的汽车工业生产中，为了提高美国汽车存在体积大、维修难等客观问题，于是研制出PDP-14可编程控制器，并且配置发布后，用户反馈体验效果明显上升。直到20世纪90年代末期，计算机的兴起才使得PLC在工业生产上增加了更多的功能，比如人机互通、指令输送等智能化功能。

2  机电一体化的发展方向

机电一体化不仅是通过安装体量小的电子装置完成改造，而且是通过传感检测、核心编程设置等多方面信息处理技术综合改造。并且在机电一体化不断地与实践过程相互磨合中，机电一体化技术也在不断创新和发展，从而也推动了工业技术理论上的不断创新研究，因此机电一体化也朝向5个方向发展：第一，机电一体化朝着智能化方向发展，模仿人体神经传导功能、机械智能识别等功能，在工业设备在生产产品过程中有一定的自主判断能力。第二，机电一体化朝着精细化方向发展，主要运用工业级别的纳米技术将能耗降到最低，并且将生产效率提升到最高。第三，机电一体化朝着可远程操控生的方向发展，比如远程维修、远程生产等，在操作上更具有便捷性。第四，机电一体化朝着模块系统化方向发展，使得其更有利于产品的研发推进。第五，机电一体化朝着集成化方向发展，通过将不同方向的科学理论综合总结，统一对工业设备进行整体改造，使得减少了不必要的重复工作，既提升了设备的可利用率，又省去了不必要浪费的时间。

3  PLC系统在硬件与软件上的设计内容

3.1 PLC系统的硬件部分设计

对于PLC硬件系统的设计，首先要对PLC机型进行选择，对于机型的选择要考虑两个方：一是所选机型是否满足需求;二是其结构是否合适。通常，PLC的机型主要分为整体式和模块式，再根据不同的需求选 择相应的结构。企业要依照自身状况选择相关设备，如果企业长时间要进行大批量的加工生产，可选用较为统一的设备，这样能做到整齐划一，集中管理和维修，又能大大提高生产效率。接下来进行输入输出端口的设计，要根据实际确定好端口的数量。并且，在实际应用中关于开关大小、智能化操作方面都需要因地制宜，不能过多地产生其他操作，以免损伤系统硬件。

3.2 软件部分设计

软件部分设计主要应用在PLC的控制方面，最为关键的就是软件的编程设计，这对于应用在实际操作中是非常重要的。而软件设计的关键，就在于程序员需要对程序进行设置的编译功能，使其接收的信息可以完美地转换为计算机可识别语言，比如二进制码等。而在实际应用中，应用最多的就是“图解法”，因为其可以将需要的控制操作，都通过数据显示的方式呈现出来，并且图解法有很多分类，比如逻辑流程、梯形、时序流程图等方法。

4  PLC的发展方向及在机电一体化中的应用

4.1 PLC的发展方向

到目前为止，PLC已经是多种现代化技术综合运用的多元化生产技术，不仅面向工业生产领域，而且面向其他行业领域，因此，在越来越多的市场需求的敦促下，目前PLC朝向6个方向发展：第一，PLC朝着机械自动化方向发展，主要表现在定时、逻辑控制、步进控制等方面。第二，PLC对于需要处理的数据可直接进行计算转换等强大功能。第三，PLC可通过自有控制盒对工业生产中产生的模数量进行准确采集等功能。第四，PLC综合现代通信对工业设备可直接进行远程操控，不仅可实现一对一单一操控，而且可以实现多对一的联合操控，使得生产过程更为精细明确。第五，PLC对于生产过程的监测方面也有较大提升，可详情监测每一生产环节出现的所在问题。第六，如果工厂发生断电情况，以往设备存储的生产数据会被清零或重置，而PLC会保存断电时的生产数据及机器运行状态，直到通电后可继续运作，很大程度上提高了生产数据的安全性。

4.2 PLC在机电一体化中的应用

4.2.1 转变单一的开关方式

我国在20世纪80年代末采用的主要以机械开关为主的逻辑装置，而在引进PLC装置后，逐渐将PLC作为继电模块的新型处理装置。在实际运用中，PLC在开关逻辑中有很强的优势体现，比如，在工业设备的阀门上有很好的控制作用。另外，许多工业企业将逻辑调控器、管理注塑机等与PLC系统综合装置起来，一方面可以提高生产数据的处理速度能力，另一方面可以提高处理数据的精确程度。

4.2.2 提供多路线运动方式

在PLC的实际运用过程中，生产设备可根据PLC发送的指令进行特殊轨迹的运动，比如弯曲环绕的线路、径直而向的线路等。因此PLC主要运用在工业领域，比如机床切割、智能机器人感应设置等方面。由此可见，PLC的应用方向是根据大众市场的选择而定，就是因为其应用范围广泛，并且简单易操作，并具有消耗成本低、获取收益高的特点，因此才逐渐被工业厂商们所青睐。

4.2.3 大大提高了数据处理及共享能力

在应用PLC数据处理系统之前，我国主要使用矩阵运算或函数运算等单一方式的数据处理设备，因此，在数据处理能力上远远不及PLC系统带来的无缝转化能力，不仅提高了数据传递速度，而且扩大了数据共享的应用范围。

4.2.4 检测的模拟值近乎于实际值

在很多工厂对某一项目进行建造时，通常会使用PLC系统先进行模拟测试，如果测试值符合此次建造项目的预定指标范围内，那么接下来会按计划进行投产建设，如果不符，则调整再试。正因为PLC具有很强的过程控制能力，一般PLC检测的模拟数值会贴近于实际产生的数值，比如所用电压度、仪表温度数值等。而PLC对于变化程度较高的模拟数据感应度又较强，因此这也是PLC备受推崇的原因之一。

5  结语

综上所述，PLC技术运用到机电一体化中，是工业企业在计算机信息化时代发展的必要工具。不仅仅可以提高自身的生产水平，而且可以降低自身的生产成本，从而最终实现企业效益最大化的理想目标。

参考文献

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[2] 何健.PLC技术在机电一体化生产系统中的应用[J].黑龙江科学，2019，10（16）：98-99.

[3] 宋婷，李大燕.分析PLC在机电一体化生产系统中的应用[J].河北农机，2019（8）：39.