PLC在機電一體化生產系統中的應用分析

陳志福

摘要：近年來，隨著各種高新技術應用于工業生產，制造行業發生了巨大的變革。以PLC為代表的新興技術漸漸應用到生產制造行業中來，這不僅加快了工業生產的自動化，還提高了社會生產力，真正體驗到科學技術帶給制造業的動力。其主要體現在傳統的機械與電氣生產系統中PLC技術的應用，這也推動了工業生產從機械電氣化時代邁向機電一體化時代。本文先對機電一體化和PLC的發展和概念作了簡單介紹，理解了其技術的相關背景，之后利用實例論證分析了PLC技術在機電一體化生產系統中的具體應用。

關鍵詞：PLC;機電一體化;生產系統;應用

引言

科學技術的不斷進步，將我們帶入到了機電一體化時代中，為了能夠促進機械制造業的可持續發展，應當進一步擴大計算機技術與微電子技術的應用范圍，在節約人力資源的同時提高生產效率。

1PLC技術與機電一體化概述

1.1PLC

PLC是一種控制系統，它所能夠帶來的作用與微型計算機較像，所負責的工作是采集數據和處理數據。PLC本身有獨立CPU、及I/O口等，能夠基于實際條件來獨立完成數據采集、數據處理以及數據編程等。在具體應用中，將PLC技術應用于梯形圖中，將有利于對復雜邏輯的簡化處理，大大提高程序的數據處理效率。另外，PLC技術還可以有效減少接線漏洞，讓系統運行的更加順暢，從而減少運行費用。隨著此項技術的不斷成熟，PLC的應用范圍在持續擴大，目前在我國的石油行業、鋼鐵行業中均有著不俗的表現。

1.2機電一體化

機電一體化是新時代發展的產物，在初期的應用階段中并沒有立即被廣泛接受。隨著我國科技發展速度的不斷加快，機電一體化也變得更加成熟，逐漸在各個領域中有了突出表現。在機電一體化被深入應用的當下，人們對于機械的認知和理解開始發生轉變，從而催生出了更趨人性化、智能化的機械設備，讓人們的生活變得更加便利。總的來說，機電一體化是一項系統工程，其中包含了自控技術、信息技術、機械技術以及編輯技術等，為了能夠保證機電一體化的可持續發展，在未來需要更加重視其功能性、環保性、安全性，可以一直保持創新與進步的狀態。

2PLC在機電一體化生產系統的應用分析

2.1無瓶不灌裝控制方式

在灌裝環節中，灌裝頭要對準瓶口，否則液體會流出，造成浪費、污染問題，關于具體距離的控制，需要以灌裝瓶型號為準，安裝紅外光電傳感裝置，記錄灌裝瓶運行數，按照記錄結果放置空瓶，在空瓶進入既定的灌裝位置之后，定位氣桿就會伸出，起到固定空瓶的作用。為了避免誤記數問題，需要安裝開光裝置，看工作位有無空瓶經過。如果發現有空瓶經過，停止傳送，進行灌裝，在灌裝完畢后，即可退出定位擋桿，如果沒有空瓶，傳送帶會繼續運行。

2.2過程控制

PLC作為工業控制器，PLC具備數字/模擬（D/A）、模擬/數字（A/D）轉換和算術、關系運算等功能。內部具有模擬量輸入/輸出（I/O）模塊，可將傳感器采集到的模擬信號通過（I/O）模塊輸入到（D/A）轉換為數字信號再和設置值進行對比，可閉環控制隨時間而不斷發生變化的模擬量，諸如對溫度變化、速度變化、流量變化、壓力變化、電壓變化、電流變化等模擬量進行控制。例如PLC在恒壓供水中的應用，壓力傳感器將采集到的模擬電流信號輸入到模數轉換再到PLC，并和內部設置的壓力值與歷史壓力值作比較，判斷是否給變頻器信號。

2.3運動控制

應用PLC能夠有效控制直線運動與圓周運動。在尚未應用PLC的機電一體化生產系統中，主要是通過開關量I/O模塊來連接位置傳感器與執行機構，而通過應用PLC，其本身所具備的運動控制功能將大幅提高系統穩定性。目前，PLC已經被廣泛應用到各個機械設備中，例如裝配機械、電梯、機床等等，相比較來看，PLC具有的優勢顯而易見，穩定性強、可靠性強以及抗干擾性強等等。例如，在磁選機中運用PLC，能夠在現有的基礎之上全面提升設備本身的自動化水平，提高生產效率的同時讓設備運行的更安全、更穩定。再例如，在混凝土攪拌與生產中應用PLC，可以明顯降低故障發生率，在提高生產質量的同時減少資源消耗。

2.4計量方式的選擇

當前罐裝機控制技術中，最為常用的計量方式包括體積式、稱重式兩類，體積式計量會受到溫度、濕度等因素的影響。因此，在計量方式上，本研究采用稱重式計量法，該稱重方式簡單、明確，物料質量可以直接在灌裝、抽檢、驗收等環節中反映出來。為了保證質量，在自動化灌裝系統中應用了質量流量計，雖然該種方式成本相對較高，但是具備溫度補償的功能，灌裝的可靠性和穩定性也較高。

2.5誤差控制方式

灌裝運行中時常會出現流量誤差的問題，這主要是由標準體積值、脈沖數、溫度與壓力引起。標準體積值會影響灌裝精確度、準確性，出現誤差，為了解決該種問題，應用風掃線進行清理，再打開閥門之后，就不會出現液體殘留的問題。對于脈沖數問題，采取相應的措施保護流量計，解決了外部環境因素的影響。溫度與壓力也是一個重要影響因素，溫度會導致計量體積出現誤差，壓力則會縮小轉子、殼體的間隙，影響計量結果的準確性，為了保證生產要求，需要提供恒溫、恒壓環境。

結語

現在的經濟正處于快速發展中，無論是哪個行業，無疑都存在著極其嚴峻的競爭。要想在這個極具風險的經濟世界存活下來，就必須進行適當的改變與創新。結合信息技術，追隨著時代的腳步才能取勝。對于機電生產業來說，在生產過程中運用機電一體化生產系統以及PLC技術無疑就是創新轉變的一種方式。它們大大提高了機電生產的效率，改善了機電產品的生產質量，使機電行業的發展更上一個臺階。

參考文獻：

[1] 杜威.智能控制在機電一體化系統中的應用[J].科技與生活，2012（08）.

[2] 王鑫.西門子FXA可編程控制器在高校供電系統中的應用[J].數字技術與應用，2016，10（09）.

[3] 周玉宇.機電一體化的發展趨勢及其在我國應用的探討[J].中國科技信息，2015（12）：157-158.

[4] 黎洪洲.智能控制及其在機電一體化系統中的應用研究[J].信息系統工程，2014（03）.

（作者單位：新疆中信國安葡萄酒業有限公司）