PLC在智能机械控制上的应用

关键词：PLC；智能机械；关键技术

1PLC技术的优势

自PLC技术问世以来，它的应用领域不断扩大，对于生产机械的优化起到了极为重要的作用。而且在步入21世纪之后，计算机技术和信息技术飞速发展，给PLC的功能强化提供了新的平台。在当前的自动化生产中，PLC技术发挥着不可替代的作用，让机械系统的控制更为智能，对于产能提升和经济效益的提高都有着极大帮助。具体而言，PLC技术的优势主要体现如下：（1）节约能源。与传统的机械系统相比，PLC可以有效克服接线复杂的问题，而且整体能耗较低，对于节约生产资源也有着积极的意义。（2）稳定性高。由于生产需求的多样化，目前PLC的应用更加深入，很多优质的PLC可以连续工作几万小时，故障率极低，能够满足多种个性化的需求。（3）智能控制。PLC技术能够通过逻辑运算实现对机械的控制，它以微处理为核心，通过对接受信号的判断和处理，然后输出相应的控制指令给执行机构，实现机械设备的自动化运行。

2PLC在智能机械控制上的应用

智能机械控制指没有人员干预仍可以自主执行操作模式。从图中可以看出，整个系统自成体系，能够智能化的处理信息和发出控制指令，这也是实现自动化的关键。而PLC就在其中发挥着逻辑的作用，针对性的控制运作的体系。智能机械的控制需要借助逻辑系统，这是PLC技术的核心所在，结合当前的实际情况，智能机械中PLC技术主要应用在以下几个方面。（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。（2）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）过程控制。过程控制对于机械的自动化实现有着极为重要的作用，通常PLC技术是利用输入模块采集输入信号，输出模块来实现信号输出。而且PLC技术的过程控制属于闭环控制，不仅能够有效减少其他因素对控制系统的影响，而且可以有效降低能耗。对于大型的自动化生产线而言，过程控制必不可少，通常要将PLC技术和模块结合起来，分步骤的控制整个机械系统。如图2所示，是PLC过程控制的原理图，它可以有效的分步骤控制，把控整个过程的运动。(4)数据处理。PLC技术自带信息储存的功能，所以它在数据处理方面有着很大的优势。而且为了实现复杂的操控，通常PLC操作系统要和信息转化和数据传输有效结合起来，这样才能自动化控制的效果。目前，计算机技术已经较为成熟，将中央处理器和PLC结合起来就可实现高效的数据处理。

3PLC在智能机械控制上的关键技术-以机械手臂为例

3.1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来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。是智能机械手臂的工作流程，其“向左”、“向右”、“向上”、“向下”的动作，就是由PLC发出指令，然后机械系统按照指令运作，进而形成循环作业的整体模式。

3.2电气系统中的应用

以机械手臂为例，电气系统必不可少，一方面是为了实现智能控制中的信号传递，另一方面则是可以更好的人机交互。智能机械控制中，电气系统发挥着着重要的作用，它是整个系统运作的“中枢”。通常而言，电气系统是为了加强对机械设备运作的管控，而且电气系统也是安全性提升的有力保障。设备的自动检测也是依靠电气系统实现的，在这个过程中，PLC会采集设备运作的各项参数，然后反馈给中央处理器，通过异常信号的判断，就能快速的找到故障点，然后由电气系统反馈给人机界面显示。例如，机械手运作中的“撞机”、“异常停止”等，就是系统故障，当出现这类问题，系统就会报警，然后将信号反馈在人机交互的操作界面，然后有人工判断问题并且排除故障。除此之外，智能机械设备的信号转换、电源控制等都是通过电气系统和PLC实现的。在电气系统中，PLC技术更多的是发挥信号转换与传递的功能，对设备的运行进行监测。

3.3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。在机械系统中还需要配合DC技术和软件，PLC主要是起到传递信号和精准控制的作用，目前该项技术已经较为成熟，利用开放化的设计，能够让整体的机械设备运作更为流畅和灵活，控制也更为简单。

参考文献

[1]林如阳.软PLC技术下的工程机械智能控制器研究[J].企业技术开发,2017,36(04):86-88.

[2]于鹏.机械电气控制装置PLC技术的应用研究[J].科技展望,2016,26(21):63.

[3]陈素芹,李长波.PLC在智能机械控制上的研究与应用[J].科技创新与应用,2016(15):14-15.

作者：童中志 单位：铜陵富博科技有限公司