PLC技术用于工业机器人控制系统分析

江苏省淮安技师学院 徐 春

随着PLC控制技术不断发展成熟，在工业机器人生产控制领域中的应用也接近于完美。本文在研究中，选择PLC技术在工业机器人控制中的应用作为研究。对PLC技术特征以及工业机器人控制系统发展前景进行论述，并针对PLC控制技术应用后的工业机器人控制系统进行功能构件设计，帮助提升工业机器人在工业生产领域中的应用稳定性，使PLC控制技术在工业机器人系统与工业生产领域中得到最大化发挥。

1 基于PLC技术的工业机器人技术发展现状

1.1 工业机器人控制系统

工业机器人具有多环节操作，机械手臂能够通过自由度转换完成机械装置生产执行任务，通过自身动力与控制能力，能够实现生产中的自动化拾取、投放、安装等任务。工业机器人能够在人工智能控制下进行功能指令设定，在人工制定的原则纲领下行动。工业机器人在实际使用中分为主体、驱动系统与控制系统三个模块。在生产过程中，通过臂部、腕部和手部共同配合操作，对执行模块中的各个功能指令信号进行发送与传输。通过编程能够将计算机内已经编好的作业程序文件输入到可控制模块中，形成工业机器人的控制矩。PLC技术在工业自动化领域发展，形成了巨大的推动作用。近年来，我国科学技术不断进步，基于PLC技术所控制的工业机器人系统在功能上也日渐完善，能够实现人性化生产控制。基于PLC技术控制，工业机器人生产系统能够适应多种危险生产环境，替代人工作业，避免在作业生产过程中出现安全事故。PLC技术应用在工业机器人控制系统中，主要是通过PLC控制完成工业生产中的自动化任务，传统需要人工操控的任务，在PLC技术控制下能够完全自动化进行。PLC技术应用在工业机器人控制系统中，工业生产任务完成得质量更高，能够有效操控生产设备，实现一体化生产。

1.2 工业机器人控制系统发展趋势

工业机器人发展历史悠久，世界上第一台工业机器人诞生于20世纪60年代。经过数十年的技术发展，工业机器人在汽车领域及其他工业生产领域中得到大量投放。通过工业机器人控制系统能够实现机电一体化生产，既保障整体生产效率，也对劳动力进行解放，使整体生产质量不断提升。与此同时，工业机器人的控制技术也在不断提升。将PLC控制技术应用在工业机器人系统中，主要是针对工业机器人系统实际生产操作方面来构建。使工业机器人在生产中实际操作性能得到提升。第二方面是工业机器人控制系统，运用PLC技术后能够实现远程操控，尤其是针对较为复杂的生产控制，在PLC技术下也能通过数据精准对接，完成控制任务，整体生产控制效率能够提升三倍到五倍。最后是运用PLC控制技术，完成工业机器人控制系统运行过程中的网络通讯功能，使工业机器人系统能与其他系统进行局域网络连接，这样能够完成对生产现场工业机器人的远程监测。一旦在生产任务中出现异常，也能够第一时间发现。工业机器人的应用与发展主要是在工业生产领域中替代人工，完成某种单调、平凡或者重复作业。未来工业机器人将在各种微细领域，例如，装配、生产质量检测方面得到使用。

2 可编程控制器在PLC控制工业机器人系统中的应用

2.1 可编程控制器功能

可编程控制器属于一种基于数据运算操作的电子控制系统，能够在工业环境中使用，是专门针对工业生产环境所设计的，采用具有编程功能的存储器执行所汇编设计的控制程序，通过定时计算等多种操作指令，完成机械设备生产过程中的整体控制。可编程逻辑控制器简称为PLC，随着科学技术不断发展，能够适用多种品种，并在小批量生产过程中满足不同生产需求，可编程逻辑控制器在工业生产控制领域中的灵活性极强。能够通过控制程序设计完成不同生产指令，在现场操控中由输入接口与输出接口完成数据传输，能够通过电路中的中断请求发送，完成控制信号的相应传输，并对所接收到的控制指令进行执行。PLC控制功能的基本结构包括中央处理单元、存储器、通信接口与电源。主要特点是使用过程中具有极强的抗干扰能力，并且功能稳定性极强，通过完善的硬件配套能够适应不同生产任务。

2.2 可编程控制器的应用设计

可编程控制器在设计过程中是通过一定的逻辑顺序完成工业机器人控制系统功能构建，需要在PLC模块的编码控制器中，收集大量有关生产环节的数据信息。与传统的编码控制器进行对比后，可以发现，PLC编码控制器在数据信息采集上更加精准、高效。因此，在可编程控制器设计中选择更高效的数据采集技术，发挥新一代编码控制器最大优势。在可编码控制器数据信息搜集中收集到的信息会集中统一处理，形成一个数据库，基于PLC技术基础上控制的功能指令，会直接在数据库内部完成对接。在设计过程中，也可以提前构建模拟控制系统，对PLC控制器中的控制指令进行模拟汇编设计，在局域网内进行实验，这样能够检验控制系统可行性，模拟控制最终结果可以作为可编程控制器功能设计中的优化依据。在实际工程质量控制中，可以根据生产规模以及生产任务需求，进行多控制模块嵌入，这样能够实现生产过程中各机械设备的单独操控，避免由于频繁复杂的控制指令传输，导致总控模块处理速度下降。分模块控制后，在总控制系统内对各个模块控制得到的数据指令进行统一处理，增强整体控制效率。

3 基于PLC技术的工业机器人系统功能实现过程

3.1 基于PLC控制的工业机器人系统的控制过程

基于PLC技术基础上对工业机器人进行控制，主要是利用PLC技术中的编码控制器功能与工业生产中的部分设备相结合。使工业机器人的功能执行模块能够完全在PLC技术控制系统中。通过微处理器的核心控制，结合软件系统与仿真模块，驱动模块构成整个功能控制指令。在PLC技术的控制作用下，工业机器人生产过程中的各类数据能够实时监测，并更新保存在数据库内。基于PLC控制技术基础上所构建的工业机器人系统。在整个系统功能实现过程中，编码器是核心控制部分，也是数据信息处理最关键的模块。PLC编码器控制整个工业机器人的功能，保障生产任务可以正常进行，同时，也会对工业机器人使用过程中的各类情况进行数据指令接收。工作人员观察反馈，得到的数据信息能够对工业机器人远程监控。在生产任务进行阶段，一旦工业机器人某一模块出现故障，PLC总控制系统中获得到的数据信息会产生异常，并发出警报，提醒工作人员也可以根据相应的警报指令，对工业机器人指令机构维修养护。

3.2 基于PLC控制的工业机器人系统的控制特点

基于PLC控制技术基础上所构建的工业机器人控制系统，主要控制特点是实时性与远程监控。PLC控制系统是通过数据功能指令的接收与传输完成工业机器人操控，因此，不会受到生产现场工业机器人与控制模块之间的距离影响。工业机器人在运行过程中，各项功能指令是通过网络传输的。不会出现人工记录产生的误差。除此之外，PLC技术应用后，能够对编码进行加密处理，即使生产过程中的环境比较复杂，也不会受外界因素影响出现控制编码错乱的情况，自身的抗干扰能力极强。最后，PLC技术应用过程中具有广泛的适用性特点。工业机器人生产涉及到的领域众多，将PLC控制技术应用在工业机器人领域中，也验证了PLC技术自身的适应性特点。PLC控制器在工业机器人系统中应用，可以通过设计独立电源，保障系统使用中的空间稳定性。这样即使生产中出现断电的情况，PLC控制系统内部所传输的数据也不会因此丢失，保障数据传输整体稳定性。

PLC技术发展至今，已经成为工业机器人控制系统使用中不可替代的核心技术。在实际生产运行阶段，工业机器人生产功能是否能够稳定实现，以及在生产过程中的作业安全状态都与PLC控制系统有直接关系。针对工业机器人使用稳定性进行提升，还需要不断加强PLC技术的研究，对PLC控制系统作出创新，与工业机器人之间更好的结合。PLC控制技术在工业机器人控制系统中应用的诸多特点，也决定了未来工业机器人控制系统发展中PLC技术的关键地位。未来在工业机器人控制生产领域中，PLC技术应用便捷性将逐渐提升，能够解决诸多生产环节中存在的隐患问题，增强控制信息传输精准度并减少时差。

结语：基于PLC技术控制的工业机器人系统在各工业生产领域中应用广泛。工业机器人控制系统自身具有强大的一体化特征，在工业生产领域中，能够适应多种复杂环境，将PLC技术应用其中，能够与工业机器人自身生产特征相结合，使工业机器人在生产过程中的整体操控更加精准。未来PLC技术在工业机器人设计、生产以及使用中的应用将会更加广泛，生产状态运行稳定性更加精准，使工业机器人在工业生产领域中能够发挥更理想的服务作用。