PLC技術(shù)在工業(yè)機器人中的應(yīng)用

摘 要：PLC技術(shù)是一項具強控制能力、抗干擾性能與靈活性的工業(yè)控制技術(shù)。近些年業(yè)，伴隨PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，再加上與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、機械技術(shù)等的有機結(jié)合，PLC技術(shù)逐步朝著多元素、多角度的方向發(fā)展，同時其應(yīng)用范圍不斷拓寬。本文自PLC技術(shù)的優(yōu)勢著手，探討了PLC技術(shù)在工業(yè)機器人當(dāng)中的具體應(yīng)用，為PLC技術(shù)在工業(yè)機器人當(dāng)中的后續(xù)應(yīng)用提供了若干參考。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);工業(yè)機器人;應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.157

0 引言

伴隨我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，我國工業(yè)迅速發(fā)展，工業(yè)技術(shù)與工業(yè)工藝水平不斷提高，工業(yè)機器人開始大范圍地在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中推廣應(yīng)用。工業(yè)機器人是一種模擬真人操作的機電一體化的自動化生產(chǎn)設(shè)備，基可進(jìn)行自動控制，完成重復(fù)編輯完工工作，使得工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率得到了明顯提高。而伴隨PLC技術(shù)的引入，工業(yè)生產(chǎn)更是得到了進(jìn)一步發(fā)展。

1 PLC技術(shù)的優(yōu)勢

（1）適應(yīng)性強。PLC技術(shù)控制功能的發(fā)展主要依賴于存儲器的存儲功能，利用存儲器來實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。在使用的過程當(dāng)中，若要改變控制功能，只須將系統(tǒng)的參數(shù)或是接線方式進(jìn)行修改即可實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的改變。另，PLC技術(shù)的種類較多，可選擇性較強，且可靈活進(jìn)行組合，以滿足控制系統(tǒng)的不同要求。

（2）可靠性高。在生產(chǎn)PLC的過程當(dāng)中，為保證PLC的實用性，廠家為采取各種抗干擾對策，因此，在利用PLC技術(shù)的過程當(dāng)中，PLC技術(shù)的可靠性可得到有效保證，這非常有利生產(chǎn)控制工作的順利開展。

（3）編輯簡單。PLC的編輯較為簡單，操作也相對簡便，在使用時，利用微機即可實現(xiàn)對顯影系統(tǒng)的控制，而基于PLC所研發(fā)的PLC技術(shù)也具相同特征。在實際使用過程當(dāng)中，只要能對計算機的硬件及軟件進(jìn)行充分掌握，即可通過邏輯控制、計數(shù)、算術(shù)運算等手段實施操作，從而對運作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化控制。

2 PL C技術(shù)在工業(yè)機器人中的具體應(yīng)用

（1）開關(guān)量控制。將PLC技術(shù)應(yīng)用于開關(guān)量控制的目的在于根據(jù)現(xiàn)存與歷史開關(guān)量的輸入狀況從而決定系統(tǒng)所需的開關(guān)量輸出，讓系統(tǒng)能夠依指定順序開始工作[1]。而要實現(xiàn)此目的前提是編寫相應(yīng)的程序，此程序的編寫可采取兩種方式：一種是邏輯處理方式，此方式是利用組合或是時序邏輯綜合的方法變換輸入與輸出;另一種是工程設(shè)計方式，此方式是利用具體的要求命令來控制輸出。工程設(shè)計方式對系統(tǒng)的控制可采取以下三種方式：一種是分散控制，另一種是集中控制，還有一種是混合控制。其中集中控制是利用集中控制器來實現(xiàn)的，此控制器即是基于PLC程序的順序輸出命令。為此，可將PLC技術(shù)應(yīng)用于基于步進(jìn)電機的工業(yè)機器人上。分散控制是利用分散信號來實現(xiàn)的，控制輸出就如發(fā)命令，命令的內(nèi)容與發(fā)出的時間均由分散動作反饋信號的完成情況來決定。分散控制的最大特征在于可進(jìn)行反饋，系統(tǒng)在未收到反饋信號的前提下是不會發(fā)出后續(xù)命令的，這樣就使得整個系統(tǒng)能安全運行。為此，PLC技術(shù)還可應(yīng)用于利用伺服電機進(jìn)行控制的工業(yè)機器人上。

（2）模擬量控制。一般地，過程控制都需要利用到模擬量，包括電流、電壓、壓力、溫度等。若要利用PLC對模擬量進(jìn)行處理，首先要將模擬量進(jìn)行數(shù)字化與離散化轉(zhuǎn)換，并將其進(jìn)行鎖存后再進(jìn)行模擬輸出。因此，進(jìn)行模擬量控制還需安裝A/D模塊，以實現(xiàn)模擬量的數(shù)字化與離散化;然后再利用D/A模塊將其進(jìn)行鎖存并進(jìn)行模擬輸出[2]。引入PLC技術(shù)對模擬量進(jìn)行控制的目的在于依當(dāng)前的模擬量輸出情況以產(chǎn)生系統(tǒng)運行所需的模擬量輸出，讓系統(tǒng)能夠依指定要求實施工作。現(xiàn)過程控制的類型有很多，其中最為常用的是閉環(huán)控制與開環(huán)控制。閉環(huán)控制以傳感器監(jiān)測調(diào)節(jié)量，并將所接收到的調(diào)節(jié)量傳送至A/D模塊，將模擬量進(jìn)行數(shù)字化與離散化的轉(zhuǎn)換;接著PLC程序會依要求進(jìn)行相應(yīng)處理，并將處理結(jié)果傳送至D/A模塊，通過執(zhí)行器最終傳達(dá)到被控對象上。關(guān)節(jié)角度和電機的運動速度是工業(yè)機器人控制的重點，其中關(guān)節(jié)角度即是一種模擬量，若系統(tǒng)電機為伺服電機，那么關(guān)節(jié)角度的控制應(yīng)采取閉環(huán)控制。開環(huán)控制以傳感器監(jiān)測擾動量，然后PLC程序會依擾動量與調(diào)節(jié)量之間的關(guān)系產(chǎn)生控制量，通過摸出模塊和執(zhí)行器最終作用于被控制對象上。其目的在于讓干擾量與控制量同時作用于系統(tǒng)，以抵御干擾給系統(tǒng)帶來的不良影響。工業(yè)機器人通常可采取開環(huán)控制方式，不過此時電機多數(shù)為步進(jìn)電機。

（3）脈沖量控制。脈沖量是指工作對象的位置、速度、加速度

等，脈沖量控制可使工作對象作直線運動或是角度變換運動，并且還可對多個對象進(jìn)行同時控制，而實現(xiàn)此功能的前提是協(xié)調(diào)各對象間的運動情況。基于此，在利用PLC技術(shù)對脈沖量進(jìn)行控制時，可選擇閉環(huán)控制或是開環(huán)控制兩種方式，從而對工業(yè)機器人實施閉環(huán)或開環(huán)控制[3]。

（4）信息控制。信息控制，即人們常說的數(shù)據(jù)處理，包括采集、存儲、檢索、變換、傳輸、數(shù)表處理等操作。在工業(yè)機器人中應(yīng)用PLC技術(shù)，可對工業(yè)機器人進(jìn)行信息控制，將工業(yè)機器人的內(nèi)部與外部參數(shù)進(jìn)行采集、處理或是記錄，并將其顯示于數(shù)據(jù)顯示屏上，連接計算機，還可將其傳送至計算機上，再利用計算機對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理。

（5）遠(yuǎn)程控制。遠(yuǎn)程控制是指針對系統(tǒng)的遠(yuǎn)程部分行為與效果進(jìn)行檢測與控制。基于PLC程序的PLC技術(shù)擁有多種類型的通訊接口，其可與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)接，具良好的聯(lián)網(wǎng)與通訊能力，且其會伴隨網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展而不斷出現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)新模塊與結(jié)構(gòu)。所以，在工業(yè)機器人上利用PLC技術(shù)可取得良好的遠(yuǎn)程控制效果，有利提高工業(yè)生產(chǎn)的效率。

3 結(jié)語

總而言之，與傳統(tǒng)的硬件系統(tǒng)接線線路進(jìn)行比較，PLC技術(shù)明顯更加便捷，能充分體現(xiàn)工業(yè)機器人控制過程的柔性與拓展性。將PLC技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)機器人當(dāng)中，可有效提高工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的安全性、可靠性與抗干擾性，實現(xiàn)了工業(yè)機器人系統(tǒng)的機電一體化。相信在未來的發(fā)展當(dāng)中，PLC技術(shù)將在工業(yè)機器人有更好的應(yīng)用，推動工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸雪影.基于PLC的工業(yè)機器人控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（12）：148-149.

[2]張艾良.PLC技術(shù)在工業(yè)機器人控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].科技經(jīng)濟(jì)市場，2018（07）：20-21.

[3]劉媛媛.工業(yè)機器人系統(tǒng)的PLC控制技術(shù)研究與設(shè)計淺談[J].通信電源技術(shù)，2016，33（04）：162-163.

作者簡介：朱玉坤（1999-），男，江蘇南京人，本科在讀，研究方向：自動化、自動控制原理。