PLC机电一体化生产系统探析

1PLC、机电一体化理论概述

1.1PLC的定义、构成以及功能

PLC（可编程逻辑控制器）是微电脑技术支持下的自动控制设备，PLC利用一类可编程存储器对设备内部程序存储，并向用户执行逻辑运算、顺序控制、定时以及计数等指令；此外，还能够对数字或模块输入、输出方式实现有关类型机械生产过程控制。PLC类型主要有两种：即固定式和组合式。固定式PLC是主要由中央处理器、内存块、电源、显示面板以及I/O模块等构成；组合式PLC主要由中央处理器模块、电源模块、内存、地板、I/O模块以及机架等构成；中央处理器主要由控制器、运算器、寄存器以及控制状态总线等构成，中央处理器的运行速度和内存的容量是PLC的重要参数，对PLC的运行速度、软件容量以及I/O数量有着直接性影响。

1.2机电一体化的定义、构成及功能

机电一体化也可称之为机械电子学。机电一体化这一理论的是在20世纪70年代提出的，经过几十年科研技术人员对该技术的研究，目前该技术也逐渐趋向成熟，并广泛地应用于机械生产领域中。机电一体化是集机构动力功能、信息处理功能以及控制功能等于一体并有机同现代电子技术融合，实现电子化设计、机械装置有机相结合系统的总称。机电一体化综合运用机械技术、微电子技术、信息技术、接口技术、信息变换技术、自动控制技术、软件编程技术以及传感观测技术等，并以系统功能和优化组织为目标，对系统的相关功能单元合理分配及布局，达到系统状态最优化，保证系统运行安全、可靠。

2PLC在机电一体化生产系统中的应用

2.1运动控制

PLC在机电一体化生产系统中的应用可有效控制生产系统的直线或圆周运动。以往对机电一体化的控制主要通过开关量I/O模块实现执行机构和位置传感器连接；现行对机电一体化的控制主要是选用专用运动模块。当前，世界上许多国家的PLC生产厂家所生产的PLC都有运动控制功能，机械生产领域利用PLC的运动控制功能实现了对金属切削机床、机器人、成型机械、装备机械以及电梯等生产的操作控制。PLC在机电一体化生产系统中的应用实践表明，PLC运动控制系统具有稳定性强、可靠性高以及抗干扰能力强等功能优势，所以PLC运动控制将在工业生产领域会获得更为宽阔的发展空间。

2.2开关量逻辑控制

开关量逻辑控制是PLC控制系统主要控制方式之一。PLC替代传统继电器控制系统对机械设备进行逻辑控制，比如冲床、注塑机、包装机以及运输带等。同时，PLC开关量逻辑控制在化工领域应用的也比较广泛。PLC开关量逻辑控制在CNC中的应用，借助PLC系统中的可编程控制器可实现逻辑处理任务。从某种意义分析，PLC系统中的可编程控制器是连接数据系统微机处理器以及机床强电控制的重要纽带。通过将PLC同CNC的数控装置连接，可实现数控机床系统的运行安全性和可靠性；尤其是在普通型机床改造方面引入PLC能有效改善机床性能，发展空间广阔。PLC应用到针吸式穴盘自动播种机中，利用电气系统以及可编程控制器的自动控制系统，可有效地简化播种机结构，并且能大大提高播种机系统运行安全性、可靠性。

2.3数据处理

随着科技水平的不断提高，PLC功能也越来越多。PLC在机电一体化生产系统中的应用可实现包括函数运算、逻辑运算以及矩阵运算在内的数学运算，通过对有关数据的传输、转换、查表、排序等实现对数据的收集、分析和处理。对于数据处理，通过对存储器中的参考值的对比，确定科学的参数，进而实现对机电设备的操作控制。一般情况下，PLC数据处理主要应用在无人控制的较大规模的生产系统中，比如大型的食品加工厂，冶金，化工生产企业中。

2.4过程控制

PLC过程控制是连续生产控制系统中最为普遍的控制方式。其中，模拟量是实现PLC过程控制的重要指标。一般，模拟量指的是连续变化的量，比如电压、电流、温度、压力等物理量。根据相关模拟量当前值及历史值生成所需开关量或模拟量输出，保证系统能够根据特定要求完成工作任务。

3结语

综上，PLC在机电一体化生产系统中的应用大大提高了生产效率及产品质量，从某种意义上讲PLC在机电一体化生产系统中的应用程度标志工业领域一体化、自动化发展水平。

作者：张慧 单位：新疆塔林投资（集团）有限责任公司