基于機電一體化視角下PLC在生產系統中的實踐運用研究

馮若愚 陳桂華

摘 要：作為機電一體化生產系統中重要的模塊化組合結構，PLC在控制機械生產量和提升機電一體化生產系統運行效率上起到了至關重要的作用。同時也可以在保障生產系統穩定性的同時，最大程度上凸顯機電一體化在生產系統中的獨特優勢。為此，本文研究基于機電一體化視角下PLC在生產系統中的實踐運用有關問題，首先從PLC技術概述分析出發，涵蓋了PLC的概念界定、PLC技術的工作原理及PLC技術在實踐中的控制過程，然后就如何從基于機電一體化視角下實現PLC在生產系統中的具體運用方式從開關量邏輯控制方式、運動控制方式、數據處理和過程控制四個方面進行了深入的探討。希望今后PLC在機電一體化生產系統中更好的發揮出實踐運用價值，進而提升企業經營效率。

關鍵詞：機電一體化；PLC；生產系統；實踐運用

由于PLC技術可以有效降低生產系統的成本和簡化操作，從而使其在生產系統中被廣泛的運用，尤其是技術人員將電子計算機技術與PLC進行結合后，在提升企業運營效率的同時，還減少了投資成本，大幅度提高了企業的經營利潤[1]。綜合來看，PLC技術在機電一體化控制實踐方面具有非常大的發展前景。

一、關于PLC技術概述

1.1 PLC的概念界定

PLC的英文全稱是Power Line Communication，即電力線通信。通過利用傳輸電流的電力線作為通信載體，使得PLC具有極大的便捷性。現在通常所說的PLC是指利用低壓配電線路傳輸高速數據、語音、圖象等[2] [3]多媒體業務信號的一種通信方式，主要應用于家庭Internet寬帶接入和家電智能化聯網控制，即高速數據PLC。

1.2 PLC技術的工作原理

PLC利用1.6M到30M頻帶范圍傳輸信號。在發送時，利用GMSK或OFDM調制技術將用戶數據進行調制，然后在電力線上進行傳輸。在接收端，先經過濾波器將調制信號濾出[4] [5]，再經過解調，就可得到原通信信號。目前可達到的通信速率依具體設備不同在4.5M～45M之間。PLC設備分局端和調制解調器，局端負責與內部PLC調制解調器的通信和與外部網絡的連接。在通信時，來自用戶的數據進入調制解調器調制后，通過用戶的配電線路傳輸到局端設備，局端將信號解調出來，再轉到外部的Internet。

1.3 PLC技術在實踐中的控制過程

PLC技術在實踐中的控制是一個不斷重復性的輸出與更新的過程，即輸入信息-運行算法-輸出數據-運行算法……循環往復[6]。另外，由于PLC也可以通過儲存外界輸入的信息，進入系統內部存儲器中，在加工處理輸出的同時，針對性的調整對應單元格信號[7]。此外，PLC繼續刷新內外部之間的信息流，從而將存儲器的變化情況及時的借助于關聯電路反饋到外界，提升整個信息傳輸的效率。

二、基于機電一體化視角下PLC在生產系統中的實踐運用分析

2.1開關量邏輯控制方式

開關量邏輯控制方式主要運用在生產系統繼電器運行發生故障情況下，利用PLC設備代替后期的工作。同時，PLC技術可以實現對機床類電氣設備的控制管理，諸如沖床、車床等。在當前我國的冶金行業中，PLC技術可以有效的控制電磁閥系統的工作狀態，從而最大程度上保障整個生產鏈的正常運行[8] [9]?？偠灾?，PLC技術是連接數據分析系統和機床控制系統的中介系統，可以有效確保生產系統運行的穩定性和安全性，同時也可以方便技術人員對故障的診斷與處理。

2.2運動控制方式

運動控制方式主要體現在PLC技術完善設備相關控制和不同程序編寫下機電設備規律運動的過程中。伴隨著PLC技術的不斷完善，其對于不同狀態下的控制功能也在逐漸增強，并且運用的范圍也在不斷的擴張，包括切割機、機器人設備生產系統。以此同時，通過對應的物理原理，PLC技術也可以提升企業設備狀態的工作效率。PLC技術依靠其強大的穩定性和可靠性，對于外界的干擾抵抗能力也在不斷的增強，具有非常廣闊的發展空間?？傮w來看，PLC技術可以提升磁選機相關電設備的自動化水平和對應的電氣性能穩定性。不但確保了磁選機的運行穩定性，同時也提升了工程質量。

2.3數據處理

數據處理是PLC技術的鮮明特征。科學技術的不斷發展，PLC類可編程中心控制器和功能也在不斷的增加。從原始的單控制中心系統發展到函數運算、線性代數運動、邏輯性計算等等，具有非常濃厚的實踐運用色彩。并且這些先進的運算在生產系統管理的精確度上也不亞于當前眾多的高科技技術。此外，PLC技術在實現對數據歸納總結的基礎之上，也將后期得到的數據與存儲中心參考值進行對比分析，從而更加提升了下一步操作的精確性。另一方面，PLC技術可借助于自身的網絡通信傳輸功能，進行直接打印，制成所需表格。這已經被當前眾多大型食品加工企業運用到工程控制管理系統中。

2.4過程控制

過程控制是PLC技術在實現生產系統控制中不可或缺的基本功能。一般情況，生產指標的模擬量具有連續變化的特征，例如物理變量包含了溫度、壓力、電流等基本要素。而模擬變量依靠于當期的變量作為基礎依據，需要通過系統及其關聯性的定律完成整個的開關量計算過程，從而在可以確保生產管理系統具備可依靠的實施辦法，這也是過程控制的主要目的。因此，總體而言，PLC技術過程控制是生產系統不可缺少的基本控制方法。

三、結語

時代的變革和科技技術的日新月異，使PLC在機電設備中運行的穩定性大大增加，也簡化了機電一體化的系統結構。另外，作為機電一體化生產系統中重要的模塊化組合結構，PLC在控制機械生產量和提升機電一體化生產系統運行效率起到了至關重要的作用。同時也可以在保障生產系統穩定性的同時，最大程度上凸顯機電一體化在生產系統中的獨特優勢。為此，本文研究基于機電一體化視角下PLC在生產系統中的實踐運用有關問題，首先從PLC技術概述分析出發，然后就如何從基于機電一體化視角下實現PLC在生產系統中的具體運用方式進行了深入的探討。希望今后PLC在機電一體化生產系統中更好的發揮出實踐運用價值，提升企業經營效率。

參考文獻

[1]李偉.PLC在機電一體化生產系統中的運用研究[J].黑龍江科技信息，2014，35：29.

[2]楊勇.PLC在現代自動化輔助控制系統中的應用實踐研究[J].電子世界，2014，16：112-113.

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