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PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用分析
江蘇省銅山中等專業(yè)學(xué)校 楊永勝 2016/10/7 14:07:29
摘要：隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，PLC控制系統(tǒng)逐漸在機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)提高社會(huì)生產(chǎn)力做出了極大的貢獻(xiàn)。本文主要通過(guò)分析什么是機(jī)電一體化，探討PLC 在機(jī)電一體化生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用措施，旨在為我國(guó)生產(chǎn)制造業(yè)水平提供參考。
關(guān)鍵詞：PLC；機(jī)電一體化；生產(chǎn)系統(tǒng)
隨著計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)的發(fā)展，直接促進(jìn)了機(jī)電一體化生產(chǎn)時(shí)代的到來(lái)，在機(jī)械制造中應(yīng)用PLC技術(shù)可以最大程度的減少勞動(dòng)成本，提高機(jī)械制造和機(jī)電一體化生產(chǎn)的效率，最終促進(jìn)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式的升級(jí)。文章主要對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行分析，針對(duì)PLC 在機(jī)電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用展開(kāi)討論。
一、機(jī)電一體化的發(fā)展方向
機(jī)電一體化最早在日本的《機(jī)械設(shè)計(jì)》雜志上被提出，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械一體化的技術(shù)逐漸成熟，得到機(jī)械制造行業(yè)普遍的認(rèn)可。機(jī)電一體化是把計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)引入機(jī)構(gòu)動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能等。實(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)能夠有機(jī)結(jié)合，推動(dòng)機(jī)電一體化的呈現(xiàn)多種方式的發(fā)展：機(jī)器人及數(shù)控機(jī)床智能化有力的證明，當(dāng)下機(jī)電一體化正朝著智能化的方向發(fā)展。在模塊化的基礎(chǔ)上，產(chǎn)品的研發(fā)速度會(huì)得到很大幅度的提升，還能在一定程度上擴(kuò)大機(jī)電生產(chǎn)的規(guī)模，機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)該更具機(jī)電一體化的實(shí)際需求，制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，保證機(jī)電一體化逐漸走向模塊化。綠色節(jié)能已經(jīng)成為時(shí)代的主題，所以機(jī)電一體化的產(chǎn)品也必須符合綠色環(huán)保的理念，保證機(jī)電一體化產(chǎn)品在使用的過(guò)程中，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響，最終還能保證機(jī)電一體化產(chǎn)品在使用壽命終結(jié)的時(shí)候，能夠有效的回收利用。此外機(jī)電一體化產(chǎn)品的體積越來(lái)越小成為趨勢(shì)，這樣不但能夠最大程度的降低能源的消耗量，還能有效提高產(chǎn)品使用的靈活性，所以機(jī)電一體化產(chǎn)品正朝著微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展。
二、PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)中的應(yīng)用分析
（一）PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)中的運(yùn)動(dòng)控制
PLC系統(tǒng)的組成主要包括硬件結(jié)構(gòu)、軟件結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)拓展結(jié)構(gòu)，PLC機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用主要就是依靠這單個(gè)部分的組合作用，使控制性能充分發(fā)揮。PLC進(jìn)行輸出和輸入模塊設(shè)計(jì)的時(shí)候，要配置相似的模塊，這樣做的目的是為方便進(jìn)行模塊的替換。PLC對(duì)設(shè)備連接主要是利用遠(yuǎn)程的I/O柜，并且系統(tǒng)的備用容量要達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)。開(kāi)關(guān)量 I/O 模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和位置傳感器的連接，選擇專用的控制模塊對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的有效控制。從目前的生產(chǎn)狀況來(lái)看，PLC的生產(chǎn)廠家對(duì)PLC的運(yùn)動(dòng)控制功能格外的重視，在具體機(jī)械制造過(guò)程中，機(jī)器人、電梯以及裝配機(jī)械等比較重視對(duì)PLC運(yùn)動(dòng)控制的應(yīng)用。
以電梯為例，設(shè)置四層電梯自動(dòng)控制演示板（如圖1）。如上行，電梯上行的要求是當(dāng)電梯停于1樓（1F）或2F、3F時(shí)，4樓呼叫，則上行到4樓碰行程開(kāi)關(guān)后停止；電梯停于1 F或2F，3F呼叫時(shí)，則上行，到3F行程開(kāi)關(guān)控制停止；電梯停于1F，2F呼叫，則上行，到2F行程開(kāi)關(guān)控制停止；電梯停于1F，2F、3F同時(shí)呼叫，電梯上行到2F，停5秒，繼續(xù)上行到3F停止；電梯停于1F，3F、4F同時(shí)呼叫，電梯上行到3F，停5秒，繼續(xù)上行到4F停止；電梯停于1F，2F、4F同時(shí)呼叫，電梯上行到2F，停5 秒，繼續(xù)上行到4F停止；電梯停于1F，2F、3F、4F同時(shí)呼叫，電梯上行到2F，停5秒，繼續(xù)上行到3F，停5秒，繼續(xù)上行到4F停止。這里的呼叫、行程開(kāi)關(guān)的控制都是通過(guò)PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
圖1 電梯模擬控制板
（二）PLC在機(jī)電一體化生產(chǎn)中開(kāi)關(guān)量邏輯控制
PLC的硬件結(jié)構(gòu)是可變的，軟件程序是可編的，用于控制時(shí)，非常靈活。必要時(shí)，可編寫多套，或多組程序，依需要調(diào)用。它很適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)多工況、多狀態(tài)變換的需要。所控制的邏輯問(wèn)題可以是多種多樣的：組合的、時(shí)序的；即時(shí)的、延時(shí)的；不需計(jì)數(shù)的，需要計(jì)數(shù)的；固定順序的，隨機(jī)工作的；等等，都可進(jìn)行，隨著PLC在機(jī)械制造生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用，PLC控制系統(tǒng)逐漸取代了繼電器控制系統(tǒng)，對(duì)機(jī)械制造生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)輸帶、機(jī)床、沖床等機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)了邏輯性控制。PLC控制技術(shù)的不斷發(fā)展，化工領(lǐng)域中電磁閥控制、冶金工業(yè)高爐上料系統(tǒng)都得到了科學(xué)有效的控制。在機(jī)械制造的CNC機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中，引入PLC可以提高數(shù)據(jù)處理的性能，能夠利用可編輯控制器提高邏輯處理任務(wù)的有效性�？删幊炭刂破骺梢赃B接數(shù)據(jù)系統(tǒng)微處理器和機(jī)床強(qiáng)電控制，保證機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)的可靠性和穩(wěn)定性，為機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)中的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床和普通型機(jī)床數(shù)控改造提供發(fā)展的空間。例如，針吸式穴盤自動(dòng)播種機(jī)，引入PLC控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣系統(tǒng)有效地控制，最大程度的降低了針吸式穴盤播種機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和高效性（未完，下一頁(yè)）
附件下載：圖1 電梯模擬控制板
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