PLC在工业机械自动化中的应用

2021-01-29赵明

探索科学(学术版) 2020年10期

关键词：闭环控制闭环手臂

赵明

石横特钢集团有限公司山东泰安 271612

引言

机械自动化控制在计算机技术和通信技术兴起的背景下进入了新时代，其中PLC技术是承载控制技术和通信技术的全新技术，改变了传统的机械设备自动化控制方式。因此，工业生产中应深入应用PLC技术进行机械的自动化控制，推动生产力水平提升和企业的发展。

1 PLC技术概述

PLC即可编程的逻辑控制器，该技术被广泛使用在自动化控制开关柜和机械机械当中，对于提升机械设备的运转效率、控制设备稳定运行、提升机械工作精度有十分重要作用[1]。目前，PLC技术大多采用了数字化的操作系统，将程序指令储存在储存器当中，在机械设备工作过程中根据设备的运行情况发出控制指令，达到对设备自动控制的目的。PLC的结构中包括三个主要部分，CPU模块、输入模块和输出模块，输入模块和输出模块分别负责接收信号和输出指令，CPU模块是PLC的核心，能处理接收到的信息，以及确定输出指令，而且PLC模块也和编程器之间有十分紧密的联系，可以发挥出较强的控制作用。

2 PLC的特点和类型

2.1 操作方式更加方便 PLC技术在机械自动化控制工作中，拥有简单和方便的特点，能够明显提升工作人员的工作效率。因为PLC技术操作简单，工作人员可以迅速上手，满足对目标的控制要求；工作过程中，也能根据需要对程序指令进行修改，推动制造目标的实现。而且实际应用过程中，工作人员并不需要对控制指令进行深入的学习，使得机械的自动化控制工作十分简便。

2.2 功能完善 PLC可以视为一台微型电脑，具备控制、数据采集、信息分析的功能，可以对自动化系统进行跟踪控制。目前，PLC系统借助传感器也具备了影像收集功能，一些性能较高的PLC系统还能自动完成对影像的分析工作，具有全面的分析能力。很多自动化系统在运行过程中，容易受到外界因素的干扰导致运行不稳定，但是PLC系统可以将外部的干扰信号过滤，提升机械设备的抗干扰能力，满足工作的要求。

3 PLC技术在机械自动化工程中的应用

3.1 顺序控制通过使用PLC技术，可以对生产中使用计算机逻辑进行预算处理，并且对机械设备做好全面的监察和控制。如果生产线的设备出现了机械故障，就能够对机械设备的运转参数作出调整，同时，PLC系统将自动对整个生产线的运行参数进行分析，调整生产线机械设备的控制策略，及时调整生产工艺，使设备恢复正常运转。对于比较严重的问题，能控制机械设备进行功能上的替换，防止因为单个设备对整个生产流程造成影响。

3.2 开关量逻辑控制机械设备在运行过程中，需要对不同环节的启停进行控制，而且现代制造业对于生产工艺和生产精度都有很高的要求，必须做好机械设备的控制，保证机械设备工作精度和运行轨迹，避免精度不足导致误差最终造成一系列的生产问题。机械设备自动化技术最早就对开关量的逻辑功能进行设计，其思路是预先设计好开关量控制方式，满足生产工作的要求。用PLC系统，可以发挥出PLC的逻辑计算功能来完成开关量逻辑控制，减少温度、振动、故障等因素的干扰，也避免人为因素对生产过程中的影响。生产过程中PLC系统会自动接收生产的实时信息，结合环境的参数调整开关量，并且能做到即时调整，第一时间将机械设备调整到最佳的运行状态，也能避免外界干扰对设备运转的影响。

3.3 闭环控制目前很多工业生产中都使用了闭环控制系统，尤其是对泵类设备的控制中，闭环控制具有明显的优势。因为泵类设备在工作中对密封要求很高，一些泵类设备甚至在完成严格密封的情况下才能正常运行和满足功能上的要求。最初在对泵类设备的自动化控制中，必须对每个泵类设备都建立一个单独的封闭环境，即分布式闭环控制法，这种方式会进行大量的重复性封闭工作，导致企业需要进行大量的无意义投入，增加了生产成本。同时，传统模式下的控制方式也有生产流程繁琐、维修量高、工艺复杂的问题，不利于保证生产效率[3]。为此，使用PLC技术可以改善传统闭环控制的问题，因为PLC技术具有很强的储存功能，能连接所有泵类设备接受运行数据，并将闭环数据集成发送到储存库中，完成整个生产流程的密封闭环数据共享。如果某一个设备出现密封或者闭环问题时，PLC系统将会得到设备的问题数据信息，分析设备的闭环情况，包括分析泵压参数、运行时间等等，确定该泵是否有超负荷的问题，并且研究管理方案。

3.4 PLC控制机械手臂机械手臂包括手、臂、身等部分，对机械手臂的控制工作需要使用DC技术和相关软件，使手臂完上下左右、收紧放松等动作。同时，机械手臂当中还有复杂的机械系统，包括大量的I/O设备、继电器控制系统的运行。PLC会控制手臂的电器系统，监测手臂的控制信号，通过接收和发出信号来保证手臂的稳定运行。目前，机械手臂的控制大量融合了智能技术，让PLC对手臂的控制显得更加重要，在手臂开启之后，PLC系统会马上检测手臂的各项功能情况，然后下达对手臂的控制命令，完成业务循环。在机械手臂运行过程中，PLC系统能根据智能算法对手臂的转速、动作进行调整，提升手臂工作的效率。