PLC在智能机械控制上的应用与关键技术分析

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  【摘  要】科技的进步,促进工业建设事业得到快速发展。PLC是一种常见的工业控制器,主要利用微处理器技术有效控制工业设备,具有良好的抗干扰性和可靠性。利用PLC技术可以极大提升机械的自动化水平,进而实现智能化的智能控制。因此在当前的工业生产中,为了有效提升生产效率和生产的安全性,通常会引入PLC控制技术,例如无人生产线构建等,不仅有打破了传统人工操作的局面,而且能够避免恶劣生产环境的诸多限制,对于提升企业的经济效益有着积极的意义。本文就PLC在智能机械控制上的应用与关键技术展开探讨。
  【关键词】PLC;智能机械;关键技术
  引言
  随着科技的高速化发展,PLC自动化技术已经在机械制造中广泛的应用,已经成为自动控制领域的一项新的技能。PLC自动化技术是由系统控制下的一个机械手臂,可以简单的实现对物体的抓、搬运等基本动作。其优点就是减少了人为的机械操作,提升了企业的工作效率。
  1PLC技术概述
  PLC(Programmable Logic Controller),中文名称为可编程控制器,是一种电气自动化控制装置,国际电工委员会(IEC)将PLC定义为:是在工业环境中使用的数字操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它使用可编程存储器内部储存用户设计的指令,这些指令用来实现特殊的功能,诸如逻辑运算、顺序操作、定时、计数以及算术运算和通过数字或模拟输入/输出来控制各种类型的机械或过程。快速发展的科学理论为PLC技术的飞速发展打下了坚实的基础。电子设备越来越微型化,能在复杂的机械设备中实现對仪器的自动控制。PLC技术有便捷、能耗较低、反应迅速等优点。越来越多的传统机械控制设备被PLC技术慢慢替代。PLC技术在实际的运用过程中,往往有较强的系统稳定性,从而使得机械设备能长期投入工作。PLC技术使得机械设备的稳定性明显提高,也能避免传统机械开关所带来的缺点,使得企业的生产成本不断降低。
  2PLC技术的优势
  2.1操作方便快捷
  机械自动化控制PLC技术最显著的一个特点就是操作十分的灵活方便,这也是PLC技术能够被广泛应用的最重要原因之一。以往在机械自动化控制系统的应用中,采用以往的技术十分的繁琐复杂,对人力物力都产生了很大的消耗。而将PLC技术应用在机械自动化控制系统中,十分的方便灵活,在实际的操作过程中,很大程度的将工作人员解放了出来,为工作人员提供了很大的便捷性,并且工作效率也得到了显著的提升。通过对PLC技术的应用,工作人员不需要做太多繁琐的操作,只需要通过观看就可以对PLC技术立即做出调整,使工作人员的工作针对性更强,工作效率也更高。既简化了自动化控制系统的工作流程,同时也使自动化控制系统的装置运行得到了最大程度的简化。
  2.2功能强大
  自动控制系统受到PLC技术的控制与信息数据采集的影响。工作人员能通过PLC技术对系统中的图像信息进行不断收集。与此同时,工作人员还能通过PLC技术对系统所收集的信息进行分析。传统的机械自动化系统很容易受到来自外界的干扰,但机械自动化系统运用PLC技术以后,使得系统拥有较强的抗干扰能力。这主要是PLC技术能将系统内的各个模块进行隔离,从而使得系统的抗干扰能力较强。
  3PLC在智能机械控制上的应用
  3.1逻辑运算
  PLC系统可以根据客户的需求设定逻辑算法,当输入特定的信号之后,就能根据信号输出控制的指令,进而实现自动化的控制。目前在自动生产线和单片机上,PLC技术就主要应用于控制系统中,这正是借助其强大的逻辑运算能力。通过这种逻辑运算,就减少了生产过程中的人工输出,可以有效节省成本,而且能够减少其他因素对生产的影响。
  3.2数据处理
  PLC控制系统具有强大的控制功能,其中包括计算机运算功能、系统数据传输功能、信息转换功能以及科学排序功能等。另外,PLC控制系统能够准确采集重要信息数据并进行有效归纳,使用专用信息接口进行数据传输,将指令传达到智能机械系统中。
  3.3运动控制
  PLC技术在接收到特定信号之后会输出运动控制的指令,因此在实际的应用中,PLC通常会和伺服电机等结合,这样就能实现复杂的运动控制。目前在数控机床等设备中,就是采用PLC技术的运动控制功能。
  3.4集成系统中应用
  集成系统的优势是使用效率十分高,成本很低,这就使很多企业十分青睐该系统,但是不可忽视的是,集成系统的缺点也十分显著,在具体应用的过程中,集成系统在需要对某个控制对象进行改变的时候,必须要使全部的系统停止运行,这样不仅十分繁琐,还会为大大降低系统的运行效率。而将PLC技术应用在自动化控制系统中,可以实现对某个控制区域进行单一调整,而不影响整个系统的继续运行。
  4PLC在智能机械控制中的应用实例与关键技术分析
  4.1应用实例分析
  本文选取智能机械手臂控制系统作为应用实例进行分析,该系统是当前PLC在智能控制系统中的应该典型。其在系统中应用的关键技术是具有突出代表属性的。智能机械手臂控制系统通电启动运行期间,系统中的检测装置会借助传感器设备进行工位检测,然后得出相应检测结果,进行信号发送,当PLC控制系统接收到相关信号之后,系统将会执行下降指令,实现相关操作。系统下降到制定位置之后,PLC控制系统接收到下降信号,会随之发出停止下降指令,机械接收指令之后会停止下降继而操作抓紧指令,然后实现工件抓紧,带PLC控制系统发出上升指令之后,系统接受到指令上升到指定位置,会继续按照左右调节指令进行微调,直到系统发出到位提醒之后,设备会停止微调指令,继续执行放松指令,完成工件到位操作,此时系统会进行到位检测,确认到位之后所有指令停止,然后开始重复作业,这就是PLC在智能机械手臂控制系统中的应用流程。   4.2关键技术分析
  4.2.1主控系统中的应用
  主控系统是实现智能机械运作的关键,也是整个智能设备的“大脑”。PLC技术在控制主要就是通过主控系统来实现,通过特定的程序来运算数据,然后识别特征和发布控制指令。主控系统中有预设好的程序模块,其整个系统的运作都依靠逻辑运算,各种规定的机械运作会按照实际反馈的信息执行,而且在该过程还包含着系统故障的检测。在这个过程中,需要CPU的支持,PLC负责具体的系统运作。一般在大型智能机械设备中,主控系统会分为手动程序和自动程序两种,这是为了加强对机械设备运作的整体控制。在通常情况下,自动程序会根据预先设定的方式运作,各项信息的处理与分析由PLC实现,然后传递给主控系统,之后就是各项指令的实现。但是当遇到突发情况,还可以通过手动控制來进行智能机械设备的操控。从本质上来看,在主控系统中,PLC技术应用的关键就在于程序的存储和实现。
  4.2.2电气系统中PLC关键技术分析
  电气系统主要功能是对电气设备进行合理管控,其中重要电气设备包括电源装置、继电器装置、输出端口装置以及输入端口装置等。想要保证系统中信号数据的有效传输和监控质量,需要应用数字信号转换技术、设备检测技术以及继电器控制技术等进行综合技术控制。
  4.2.3机械系统中的应用
  机械系统是PLC的命令执行者,以机械手臂为例,其转轴、动作臂和夹头都是机械系统的重要组成部分,它相当于“手”和“脚”。在机械手臂运作的过程中,各项命令信号最终都是通过机械系统实现的,能够根据生产的实际需求做出抓、放、移动等操作。
  结语
  将PLC技术运用在智能机械控制中,有利于提高机械设备运转的效率,使得机械系统更为稳定。PLC技术能使得智能机械控制系统性能更为优异。随着我国不断快速发展,PLC技术将会越来越重要,在未来将会与人工智能技术相互结合,使得智能机械控制水平进一步提高。
  参考文献:
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  [2]韩庆敏,林浩,姜洪朝等.PLC控制系统在智能制造时代的应用及发展趋势[J].信息技术与网络安全,2018(5).
  [3]于琦.PLC在智能机械控制上的应用与关键技术分析[J].中国设备工程,2018(5).
  [4]常娜娜.PLC在智能机械控制中的应用及技术分析[J].科技风,2019(10)
  作者简介:
  杨贝贝(1991.2-),女,汉族,籍贯:河南开封,商丘工学院,助教,硕士研究生学历,专业:机械电子工程,研究方向:智能制造,人工智能
  张震(1986.01—),男,汉族,籍贯:河南商丘人,商丘工学院,助教,硕士学位,专业:机械设计及理论,研究方向:机电一体化,机器人
  (作者单位:商丘工学院)
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