李 娟

南京交通技師學(xué)院機(jī)電工程系，江蘇 南京 211123

PIC 技術(shù)產(chǎn)生于20 世紀(jì)60 年代，自在美國(guó)投入應(yīng)用后迅速在全世界得到廣泛推廣，并取得了重大成效。PLC 技術(shù)本身就有適用性廣泛、抗干擾能力優(yōu)越、維護(hù)檢修便利等眾多優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，在廣泛推廣和應(yīng)用的同時(shí)其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)也在不斷優(yōu)化和加強(qiáng)，可以說(shuō)其已經(jīng)是工業(yè)機(jī)器人控制中的關(guān)鍵性技術(shù)。PLC 技術(shù)又稱(chēng)可編程邏輯控制技術(shù)，顧名思義是根據(jù)工程的各種需要來(lái)制作控制策略，進(jìn)而進(jìn)行順序控制和邏輯運(yùn)算等操作程序，其本身與單片機(jī)這類(lèi)的控制技術(shù)具有明顯的區(qū)別和優(yōu)勢(shì)，這也是其能夠在工業(yè)機(jī)器人控制中得到不斷引用和推廣的重要原因之一。由此可知，針對(duì)PLC 技術(shù)的研究和分析，必須持續(xù)不斷地深入下去，才能不斷提高技術(shù)水平，為工業(yè)機(jī)器人控制發(fā)揮更大的作用。

1 PLC簡(jiǎn)要概述

1.1 PLC 的主要發(fā)展歷程

PLC 技術(shù)與其他控制技術(shù)比起來(lái)有很大的區(qū)別，就工業(yè)機(jī)器人控制而言，它主要是根據(jù)工業(yè)機(jī)器人出頭的動(dòng)作進(jìn)行自動(dòng)化編程，其作用功能十分局限，而且壽命較短，耗能較大。再比如計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，它的控制系統(tǒng)要想真正發(fā)揮作用，對(duì)環(huán)境有著很?chē)?yán)格的要求，而且計(jì)算機(jī)本身結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜，難以維護(hù)。而PLC 技術(shù)集合了以上幾種控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)于一身，它擁有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)，可以將控制系統(tǒng)操作記錄在內(nèi)存盤(pán)中，再由半導(dǎo)體電路進(jìn)行配合控制[1]。盡管PLC 技術(shù)比起計(jì)算機(jī)操控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的作業(yè)能力較少，但是它的系統(tǒng)更加穩(wěn)定，便于維護(hù)，在環(huán)境惡劣復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制應(yīng)用中有著不可替代的作用。

1.2 可編程邏輯控制器的發(fā)展和現(xiàn)實(shí)情況

PLC 已經(jīng)誕生了幾十年，在自身發(fā)展的同時(shí)越來(lái)越多的應(yīng)用到工業(yè)場(chǎng)地中，從最初的傳統(tǒng)制造業(yè)發(fā)展到了今天更多更廣的領(lǐng)域。PLC 技術(shù)與工業(yè)機(jī)器人的結(jié)合，極大的突出了PLC 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)機(jī)器人控制方面得到了廣泛的應(yīng)用。PLC 技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人控制承擔(dān)了眾多重要環(huán)節(jié)，它們往往在工程實(shí)施中處于核心地位，比如順序控制、開(kāi)關(guān)控制在控制系統(tǒng)環(huán)節(jié)中最多的使用[2]，已經(jīng)成為這些工程控制中的基石。同時(shí)，PLC 技術(shù)已經(jīng)涉及到了現(xiàn)代生活的很多鄰域，越來(lái)越多地直接造福人民。

2 基于PLC控制系統(tǒng)的核心技術(shù)

2.1 控制技術(shù)

PLC 技術(shù)的實(shí)施流程是：開(kāi)閘放電、系統(tǒng)恢復(fù)檢查、存儲(chǔ)信息處理、輸入輸出[3]。在實(shí)施過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)得到的信息不符合邏輯，就需要回到系統(tǒng)恢復(fù)檢查的過(guò)程中進(jìn)行徹底全面的檢查。我們可以用梯形圖的方式再現(xiàn)整個(gè)PLC 控制技術(shù)流程，反映出來(lái)的信息直觀(guān)全面，并且易于編寫(xiě)。

采用PLC 技術(shù)的控制系統(tǒng)可以分為軟件部分和硬件部分，軟件部分指控制系統(tǒng)的載體，其中存儲(chǔ)有控制系統(tǒng)的邏輯信息，利用編程人員用編程設(shè)計(jì)出來(lái)的編寫(xiě)軟件，之后實(shí)現(xiàn)在硬件部分的控制。硬件部分是指實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的必需的電子信息設(shè)備，包括導(dǎo)線(xiàn)導(dǎo)體、二極管、開(kāi)關(guān)等等。

2.2 可編程控制器的設(shè)計(jì)原則

PLC 的控制階段有以下的設(shè)計(jì)原則，首先PLC 程序需要滿(mǎn)足控制系統(tǒng)的控制要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能的簡(jiǎn)化方便，并且要極大限度地降低控制系統(tǒng)的成本，維護(hù)PLC 技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性[4]。此外PLC 技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)該滿(mǎn)足一定的接口性能，在最基礎(chǔ)的使用上實(shí)現(xiàn)深層次的拓展，再次開(kāi)發(fā)，不斷追求卓越的進(jìn)步。

3 PLC技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人控制中的具體應(yīng)用

3.1 順序控制中PLC 技術(shù)的應(yīng)用

PLC 技術(shù)主要應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人的順序控制環(huán)節(jié)，在具體的實(shí)施過(guò)程中，控制人員可以借助PLC 技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化順序的控制，此控制系統(tǒng)可以用作控制器使用。比如制造工廠(chǎng)通過(guò)PLC 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)零件廢料的自動(dòng)化處理，PLC 技術(shù)隨時(shí)對(duì)零件產(chǎn)生的殘?jiān)M(jìn)行處理，大大提升了工業(yè)制造效率。在制造業(yè)方面效率是發(fā)展的重要指標(biāo)，幾乎每一次生產(chǎn)系統(tǒng)的革新都代表著效率的不斷提升，PLC 技術(shù)提升了工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率和運(yùn)營(yíng)效益。在工業(yè)機(jī)器人制造中PLC 還被應(yīng)用在管理生產(chǎn)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳送管理、高科技遠(yuǎn)程控制等方面，在降低了生產(chǎn)成本的同時(shí)，提升了勞動(dòng)效率。工廠(chǎng)制作工作人員利用PLC 技術(shù)在控制中心對(duì)全局進(jìn)行整體把握，將大部分時(shí)間應(yīng)用在升級(jí)改造PLC 技術(shù)當(dāng)面，已成為工業(yè)機(jī)器人工程方面的福音。

3.2 開(kāi)關(guān)量控制中PLC 技術(shù)的應(yīng)用

開(kāi)關(guān)量控制是PLC 技術(shù)的另一個(gè)重點(diǎn)控制環(huán)節(jié)，在這一控制使用過(guò)程中，PLC 技術(shù)展現(xiàn)了極大的優(yōu)勢(shì)。其實(shí)質(zhì)是取代傳統(tǒng)的工業(yè)制造系統(tǒng)，將可編程存儲(chǔ)器當(dāng)做新型設(shè)備使用，通過(guò)計(jì)算機(jī)編程對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制，極大提升了工業(yè)機(jī)器人的反應(yīng)速度，使得工業(yè)機(jī)器人的反應(yīng)時(shí)間可以忽略不計(jì)，對(duì)操控系統(tǒng)實(shí)施精準(zhǔn)控制，有效的提升了工作效率。PLC 技術(shù)的使用使得操控系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單方便，控制的范圍更加精準(zhǔn)，不僅實(shí)現(xiàn)了無(wú)人監(jiān)管的快速切換，而且對(duì)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的控制效率大大提升。將PLC 技術(shù)應(yīng)用引用到工業(yè)機(jī)器人控制中，再對(duì)傳統(tǒng)的控制方法進(jìn)行優(yōu)勝略汰的選擇，可以推動(dòng)我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

3.3 工業(yè)機(jī)器人控制中PLC 技術(shù)的應(yīng)用

由于PLC 技術(shù)眾多的優(yōu)勢(shì)，使其在工業(yè)生產(chǎn)制造等方面得到了廣泛的應(yīng)用，由此促進(jìn)了該技術(shù)的全面發(fā)展，PLC 技術(shù)更加趨向于人性化，操控系統(tǒng)也更加合理便捷，與電氣工程工業(yè)機(jī)器人的默契度越來(lái)越高，由此該技術(shù)也受到社會(huì)越來(lái)越多的關(guān)注，它在工業(yè)工程中的應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面：

3.3.1 PLC 技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

數(shù)控系統(tǒng)有多種多樣的控制方法，但PLC 技術(shù)集合了其他控制方法的眾多優(yōu)點(diǎn)，推動(dòng)了工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)的歷史革新。它在應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，出現(xiàn)誤差的幾率幾乎為零，并且操控系統(tǒng)簡(jiǎn)單便捷，在工業(yè)機(jī)器人制造的應(yīng)用中收到了廣泛的好評(píng)。

3.3.2 PLC 技術(shù)在交通控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的交通控制系統(tǒng)在操作方面存在不完整性，并且規(guī)范性較差，在實(shí)踐中經(jīng)常出現(xiàn)誤差，造成了很多的交通事故。在交通的信號(hào)燈中引用PLC 技術(shù)，提升了信號(hào)燈的反應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)燈控制的及時(shí)性[5]。在現(xiàn)有的應(yīng)用基礎(chǔ)上，不斷對(duì)PLC 技術(shù)進(jìn)行全面優(yōu)化可以有效地解決目前存在的城市交通擁堵問(wèn)題，讓道路系統(tǒng)更加科學(xué)的運(yùn)行。在道路系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)施中，PLC 技術(shù)的自動(dòng)化控制實(shí)現(xiàn)了全天候無(wú)人監(jiān)管，大量節(jié)約了人力物力資源。

3.3.3 PLC 技術(shù)在中央空調(diào)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

現(xiàn)代的技術(shù)摒棄了傳統(tǒng)的數(shù)字控制器和繼電器組合控制，采用了PLC 可編程控制器，可以有效地避免外界的干擾，并且節(jié)約用電量，實(shí)現(xiàn)了多家空調(diào)公司推出的“每晚低至1°電”的口號(hào)，在節(jié)約地球有限資源的同時(shí)為空調(diào)市場(chǎng)增加了很多收益。

3.3.4 PLC 技術(shù)在機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用

在現(xiàn)代化高速發(fā)展的今天我們通常會(huì)聽(tīng)到電氣一體化機(jī)床的口號(hào)，這是指在PLC 控制系統(tǒng)技術(shù)中同時(shí)包含了機(jī)械控制和液壓控制功能，在控制中擁有了更大的可操作性。在時(shí)間控制上PLC 技術(shù)體現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢(shì)，對(duì)機(jī)床系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，構(gòu)建了全新的控制系統(tǒng)，幾乎實(shí)現(xiàn)了真正意義上的自動(dòng)化控制。

PLC 技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中有良好的發(fā)展前景，除以上所述領(lǐng)域外，PLC 還在不斷向自動(dòng)化操控系統(tǒng)方面進(jìn)軍，以期提升控制系統(tǒng)的數(shù)字化進(jìn)程和PLC 技術(shù)適應(yīng)各種環(huán)境的能力，從而全面應(yīng)用到電氣工程的各個(gè)方面，將傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)完全取代，推動(dòng)現(xiàn)代化進(jìn)程。

4 PLC發(fā)展趨勢(shì)

4.1 更強(qiáng)的抗干擾性能

在工業(yè)高速發(fā)展的今天，工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用，自動(dòng)化系統(tǒng)的作業(yè)環(huán)境也變得更加復(fù)雜多樣，PLC 技術(shù)的出現(xiàn)大大提升了操控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和便捷性，使得工業(yè)設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境更加廣泛。

4.2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化進(jìn)一步提高

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化席卷了整個(gè)世界，眾多數(shù)字技術(shù)方法因此得到了發(fā)展，PIC 技術(shù)在其中最為突出。PLC 技術(shù)的特點(diǎn)是基于數(shù)字編成，這為其在信息時(shí)代的應(yīng)用提供了絕無(wú)僅有的優(yōu)勢(shì)，今后面對(duì)信息時(shí)代網(wǎng)絡(luò)化的沖擊，PLC 技術(shù)只需乘風(fēng)而上，利用自身的優(yōu)勢(shì)，以期得到更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

綜上所述，隨著社會(huì)的發(fā)展和信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC 憑借自身的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)已經(jīng)毫無(wú)疑問(wèn)成為自動(dòng)化控制中的重要技術(shù)，不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)控制技術(shù)的不足，而且充分實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)機(jī)器人精準(zhǔn)控制，在順序控制、電氣自動(dòng)化控制和開(kāi)關(guān)量控制中發(fā)揮了不可忽視的作用。這也說(shuō)明，PLC 技術(shù)無(wú)論在穩(wěn)定性還是可靠性上，都具有遠(yuǎn)超于其他傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并且在不少應(yīng)用中都引入了先進(jìn)的理念，使其在原有PLC 技術(shù)上又取得了重大進(jìn)步。我們應(yīng)該知道，PLC 技術(shù)還未止步，它將隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，各方面的性能得到進(jìn)一步的發(fā)展，從而充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，將工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化控制推向未來(lái)更加廣闊的發(fā)展前景當(dāng)中。