PLC技術(shù)在機(jī)電一體化控制中的作用探究

張鐘勝 郭守軍

摘 要：隨著社會(huì)和時(shí)代的快速發(fā)展，電子技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，特別是以微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)也得到了較好的發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)是電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的一門新興學(xué)科。隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，它最終發(fā)展成為集自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)于一體的系統(tǒng)技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用，可以有效地提高數(shù)控機(jī)床的可操作性和功能性。PLC作為現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分，要發(fā)揮PLC在數(shù)控系統(tǒng)中的作用，就必須了解其技術(shù)特點(diǎn)、軟件編程以及在數(shù)控機(jī)床中的控制功能。因此，本文探討了基于PLC的機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);機(jī)電一體化;控制;作用

目前，PLC在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮著不可比擬的作用和優(yōu)勢(shì)。PLC技術(shù)是科技發(fā)展的重要成果，與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)緊密聯(lián)系、密不可分，通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，可以大大提升機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性，進(jìn)一步簡(jiǎn)化繼電器的邏輯處理，降低機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)故障的發(fā)生概率，避免各種危險(xiǎn)性因素的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)操作流程的簡(jiǎn)化目標(biāo)，進(jìn)而為工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行帶來了極大的便利性。

1? PLC技術(shù)概述

1.1技術(shù)特點(diǎn)

基于PLC技術(shù)綜合了多種先進(jìn)的技術(shù)和方法，所以可以抵抗不同形式的干擾，同時(shí)可靠性和穩(wěn)定性較高，和傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比較，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且具有極強(qiáng)的可操作性，操縱人員的工作簡(jiǎn)單便捷，同時(shí)，極大的提高了管控質(zhì)量，在實(shí)際應(yīng)用中，PLC技術(shù)通過對(duì)提醒圖編程方式的利用，來保證操作人員全面、準(zhǔn)確的接受信息，并且保證操作方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，在維護(hù)方面具有較低的資金投入量。

1.2技術(shù)應(yīng)用的可行性

機(jī)電自動(dòng)化控制主要包括兩種形式，分別為PLC控制和繼電器控制，隨著繼電器控制應(yīng)用范圍的拓展，已經(jīng)逐步暴露出很多弊端和不足，不能很好地滿足生產(chǎn)的實(shí)際要求，當(dāng)PLC技術(shù)迅速發(fā)展，其應(yīng)用范圍得到了極大的拓展，機(jī)電控制技術(shù)在機(jī)電領(lǐng)域中已經(jīng)極少應(yīng)用。PLC技術(shù)的設(shè)計(jì)工作主要是針對(duì)不同的工業(yè)環(huán)境來說的，同時(shí)考慮了可編程以及存儲(chǔ)設(shè)備的性能、存儲(chǔ)能力、控制能力以及運(yùn)算能力。將模擬量以及控制量有機(jī)的結(jié)合起來，來對(duì)生產(chǎn)過程以及機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行有效的控制。

2? PLC在運(yùn)用時(shí)要注意的問題

2.1工作環(huán)境的要求

PLC落實(shí)穩(wěn)定工作的前提條件就是工作環(huán)境，尤其是溫度。這就要求環(huán)境溫度不能低于0°同時(shí)也不能超過50°。在安裝PLC時(shí)應(yīng)該和發(fā)熱量過大的設(shè)備保持一定距離，保證其具備散熱與通風(fēng)空間。為了對(duì)系統(tǒng)所具有的絕緣效果進(jìn)行保證，需要有效控制工作環(huán)境中的濕度，要求其不能超過80%。PLC的安裝還應(yīng)該和可能產(chǎn)生震動(dòng)的機(jī)器設(shè)備保持一定距離，必要情況下對(duì)減震裝置進(jìn)行安裝。同時(shí)遠(yuǎn)離易燃易爆以及腐蝕性較高的物質(zhì)。當(dāng)附近空氣中粉塵濃度過高或存在腐蝕性氣體時(shí)，應(yīng)該基于封閉空間對(duì)PLC進(jìn)行安裝。

2.2控制干擾的發(fā)生

在工業(yè)生產(chǎn)過程中充分運(yùn)用PLC時(shí)需要對(duì)干擾作用進(jìn)行重視，因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)環(huán)境具有較高復(fù)雜性，并且可能受到多種電磁的干擾，假如不進(jìn)行有效控制勢(shì)必會(huì)對(duì)PLC的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響。結(jié)合PLC輸入端產(chǎn)生干擾的作用機(jī)理，能夠?qū)⒏蓴_形式劃分為兩種類型，其一是串模、其二是共模。串模干擾指的是多種信號(hào)形成疊加關(guān)系，被測(cè)信號(hào)無法對(duì)穩(wěn)定性進(jìn)行保障;共模干擾指的是因?yàn)樾盘?hào)對(duì)地具備電位差作用，地點(diǎn)位差作用、電磁輻射、電網(wǎng)信號(hào)串入相互影響形成了疊加作用，因此PLC在感應(yīng)之后呈現(xiàn)出共態(tài)電壓的迭加效應(yīng)。共模電壓所產(chǎn)生的作用較為顯著，假如無法對(duì)配電器具備的隔離性進(jìn)行保障，干擾作用對(duì)于變送器在輸出信號(hào)進(jìn)行影響表現(xiàn)為：共模電壓突然增大，并受到不對(duì)稱電路作用的影響形成了差模電壓，進(jìn)而導(dǎo)致元器件出現(xiàn)了故障。與此同時(shí)，在PLC對(duì)于空間進(jìn)行運(yùn)用時(shí)受到高壓電網(wǎng)的影響，因此需要對(duì)其進(jìn)行屏蔽。PLC受到干擾影響的方式包括兩種：其一，電路感應(yīng)、電磁輻射所產(chǎn)生的干擾;其二，因?yàn)镻LC通信存在一定的電磁感應(yīng)，因此通信線路會(huì)產(chǎn)生引入干擾的問題。

3? PLC在機(jī)電一體化的應(yīng)用

3.1通信網(wǎng)絡(luò)

PLC技術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行功能強(qiáng)大，與本身的可靠性密不可分，以如此強(qiáng)大的功能為襯托，中央處理器能夠很好地與其他設(shè)備進(jìn)行良好協(xié)作，為機(jī)電一體化數(shù)據(jù)傳輸?shù)於▓?jiān)實(shí)基礎(chǔ)。機(jī)電一體化控制技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)較為清晰的網(wǎng)絡(luò)特性，受此影響，在機(jī)電一體化的運(yùn)用發(fā)展中能夠最大限度的顯示數(shù)據(jù)傳輸需求，PLC技術(shù)能夠完美的符合其發(fā)展需求。比如在一些生產(chǎn)企業(yè)在研發(fā)高端設(shè)備技術(shù)前，能夠根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行情況提出專屬網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，并與可編程邏輯控制器進(jìn)行通信連接，確保所有參數(shù)能夠準(zhǔn)確進(jìn)行傳輸，在機(jī)電一體化控制中能夠迅速開展通信網(wǎng)絡(luò)。

3.2開關(guān)量邏輯控制

PLC的開關(guān)量邏輯控制能夠控制機(jī)電設(shè)備，例如沖床等，能夠代替人力，對(duì)于高危險(xiǎn)工作進(jìn)行自動(dòng)控制，如化工企業(yè)中對(duì)于電磁門的控制，冶金企業(yè)中對(duì)于上料系統(tǒng)的控制等等。同時(shí)，在開關(guān)量邏輯控制中包含：PLC與電氣系統(tǒng)同時(shí)應(yīng)用到吸盤式收割機(jī)，保證收割機(jī)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)便，操作系統(tǒng)更加穩(wěn)定，故障問題更為清晰，易于人員進(jìn)行及時(shí)處理。

3.3過程控制

過程控制能夠根據(jù)溫度、熔點(diǎn)、電流等數(shù)據(jù)的變化進(jìn)行自動(dòng)控制，能夠影響產(chǎn)品的品質(zhì)，并與產(chǎn)品質(zhì)量息息相關(guān)，過程控制是將PLC歷史參數(shù)與當(dāng)前輸入或輸出量進(jìn)行比對(duì)，將模擬量轉(zhuǎn)化為開關(guān)量進(jìn)行輸出，通過比對(duì)判斷是否與設(shè)置相符，確保生產(chǎn)系統(tǒng)能夠根據(jù)生產(chǎn)需要自動(dòng)進(jìn)行啟動(dòng)或停止，等待下一項(xiàng)工作的指令，結(jié)束過程控制。

3.4動(dòng)態(tài)控制

將PLC技術(shù)運(yùn)用到機(jī)電一體化控制中，能夠完成對(duì)動(dòng)態(tài)的控制，并以運(yùn)動(dòng)模塊為依托，進(jìn)而優(yōu)化整個(gè)動(dòng)態(tài)成產(chǎn)過程。以金屬切割機(jī)為例，在技術(shù)切割機(jī)上，PLC能夠?qū)τ猩饘俚耐庥^進(jìn)行自主判斷，對(duì)切割線條進(jìn)行精準(zhǔn)定位，以切割點(diǎn)來進(jìn)行生產(chǎn)工作，確保金屬切割機(jī)能夠高效、快速的完成切割任務(wù)。與此同時(shí)，PLC具備性能穩(wěn)定、強(qiáng)抗干擾能力等優(yōu)勢(shì)，更加適合運(yùn)用在大型工業(yè)企業(yè)中。比如將PLC技術(shù)應(yīng)用到混凝土攪拌控制中，控制系統(tǒng)能夠?qū)φ麄€(gè)攪拌過程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，并依據(jù)攪拌情況采取動(dòng)態(tài)控制，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)指令中存在的問題并及時(shí)采取糾正措施，能夠減少設(shè)備出現(xiàn)故障的概率，節(jié)省資源消耗，是其他技術(shù)所不具有的優(yōu)點(diǎn)。

3.5數(shù)據(jù)處理

對(duì)于機(jī)電一體化來說，PLC技術(shù)應(yīng)用到數(shù)據(jù)處理中，是所以應(yīng)用中最為重要的一環(huán)。在PLC技術(shù)的作用下，機(jī)電一體化的預(yù)算矩陣、運(yùn)算函數(shù)等指令得到充分保障，并能以原生產(chǎn)需要為基礎(chǔ)，展開對(duì)其他指令一系列的預(yù)算。在PLC技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)中，相關(guān)技術(shù)人員對(duì)參數(shù)進(jìn)行輸送、轉(zhuǎn)變之后，還能以參數(shù)對(duì)比和處理能力對(duì)控制進(jìn)行深層次的探究。

結(jié)語：

通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和信息技術(shù)的有效結(jié)合，PLC機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床加工中顯示出巨大的優(yōu)勢(shì)。將該技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床中，可以大大提高當(dāng)前數(shù)控機(jī)床加工中的操作安全性和工件加工精度，對(duì)提高工作效率和獲得更大的綜合效益起到重要作用。

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