PLC在智能机械控制上的应用与关键技术分析

杨贝贝　张震

【摘  要】科技的进步，促进工业建设事业得到快速发展。PLC是一种常见的工业控制器，主要利用微处理器技术有效控制工业设备，具有良好的抗干扰性和可靠性。利用PLC技术可以极大提升机械的自动化水平，进而实现智能化的智能控制。因此在当前的工业生产中，为了有效提升生产效率和生产的安全性，通常会引入PLC控制技术，例如无人生产线构建等，不仅有打破了传统人工操作的局面，而且能够避免恶劣生产环境的诸多限制，对于提升企业的经济效益有着积极的意义。本文就PLC在智能机械控制上的应用与关键技术展开探讨。

【关键词】PLC;智能机械;关键技术

引言

随着科技的高速化发展，PLC自动化技术已经在机械制造中广泛的应用，已经成为自动控制领域的一项新的技能。PLC自动化技术是由系统控制下的一个机械手臂，可以简单的实现对物体的抓、搬运等基本动作。其优点就是减少了人为的机械操作，提升了企业的工作效率。

1PLC技术概述

PLC（Programmable Logic Controller），中文名称为可编程控制器，是一种电气自动化控制装置，国际电工委员会（IEC）将PLC定义为：是在工业环境中使用的数字操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它使用可编程存储器内部储存用户设计的指令，这些指令用来实现特殊的功能，诸如逻辑运算、顺序操作、定时、计数以及算术运算和通过数字或模拟输入/输出来控制各种类型的机械或过程。快速发展的科学理论为PLC技术的飞速发展打下了坚实的基础。电子设备越来越微型化，能在复杂的机械设备中实现對仪器的自动控制。PLC技术有便捷、能耗较低、反应迅速等优点。越来越多的传统机械控制设备被PLC技术慢慢替代。PLC技术在实际的运用过程中，往往有较强的系统稳定性，从而使得机械设备能长期投入工作。PLC技术使得机械设备的稳定性明显提高，也能避免传统机械开关所带来的缺点，使得企业的生产成本不断降低。

2PLC技术的优势

2.1操作方便快捷

机械自动化控制PLC技术最显著的一个特点就是操作十分的灵活方便，这也是PLC技术能够被广泛应用的最重要原因之一。以往在机械自动化控制系统的应用中，采用以往的技术十分的繁琐复杂，对人力物力都产生了很大的消耗。而将PLC技术应用在机械自动化控制系统中，十分的方便灵活，在实际的操作过程中，很大程度的将工作人员解放了出来，为工作人员提供了很大的便捷性，并且工作效率也得到了显著的提升。通过对PLC技术的应用，工作人员不需要做太多繁琐的操作，只需要通过观看就可以对PLC技术立即做出调整，使工作人员的工作针对性更强，工作效率也更高。既简化了自动化控制系统的工作流程，同时也使自动化控制系统的装置运行得到了最大程度的简化。

2.2功能强大

自动控制系统受到PLC技术的控制与信息数据采集的影响。工作人员能通过PLC技术对系统中的图像信息进行不断收集。与此同时，工作人员还能通过PLC技术对系统所收集的信息进行分析。传统的机械自动化系统很容易受到来自外界的干扰，但机械自动化系统运用PLC技术以后，使得系统拥有较强的抗干扰能力。这主要是PLC技术能将系统内的各个模块进行隔离，从而使得系统的抗干扰能力较强。

3PLC在智能机械控制上的应用

3.1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。

3.2数据处理

PLC控制系统具有强大的控制功能，其中包括计算机运算功能、系统数据传输功能、信息转换功能以及科学排序功能等。另外，PLC控制系统能够准确采集重要信息数据并进行有效归纳，使用专用信息接口进行数据传输，将指令传达到智能机械系统中。

3.3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。

3.4集成系统中应用

集成系统的优势是使用效率十分高，成本很低，这就使很多企业十分青睐该系统，但是不可忽视的是，集成系统的缺点也十分显著，在具体应用的过程中，集成系统在需要对某个控制对象进行改变的时候，必须要使全部的系统停止运行，这样不仅十分繁琐，还会为大大降低系统的运行效率。而将PLC技术应用在自动化控制系统中，可以实现对某个控制区域进行单一调整，而不影响整个系统的继续运行。

4PLC在智能机械控制中的应用实例与关键技术分析

4.1应用实例分析

本文选取智能机械手臂控制系统作为应用实例进行分析，该系统是当前PLC在智能控制系统中的应该典型。其在系统中应用的关键技术是具有突出代表属性的。智能机械手臂控制系统通电启动运行期间，系统中的检测装置会借助传感器设备进行工位检测，然后得出相应检测结果，进行信号发送，当PLC控制系统接收到相关信号之后，系统将会执行下降指令，实现相关操作。系统下降到制定位置之后，PLC控制系统接收到下降信号，会随之发出停止下降指令，机械接收指令之后会停止下降继而操作抓紧指令，然后实现工件抓紧，带PLC控制系统发出上升指令之后，系统接受到指令上升到指定位置，会继续按照左右调节指令进行微调，直到系统发出到位提醒之后，设备会停止微调指令，继续执行放松指令，完成工件到位操作，此时系统会进行到位检测，确认到位之后所有指令停止，然后开始重复作业，这就是PLC在智能机械手臂控制系统中的应用流程。

4.2关键技术分析

4.2.1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，然后识别特征和发布控制指令。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來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。

4.2.2电气系统中PLC关键技术分析

电气系统主要功能是对电气设备进行合理管控，其中重要电气设备包括电源装置、继电器装置、输出端口装置以及输入端口装置等。想要保证系统中信号数据的有效传输和监控质量，需要应用数字信号转换技术、设备检测技术以及继电器控制技术等进行综合技术控制。

4.2.3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。

结语

将PLC技术运用在智能机械控制中，有利于提高机械设备运转的效率，使得机械系统更为稳定。PLC技术能使得智能机械控制系统性能更为优异。随着我国不断快速发展，PLC技术将会越来越重要，在未来将会与人工智能技术相互结合，使得智能机械控制水平进一步提高。

参考文献：

[1]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）

[2]韩庆敏，林浩，姜洪朝等.PLC控制系统在智能制造时代的应用及发展趋势[J].信息技术与网络安全，2018（5）.

[3]于琦.PLC在智能机械控制上的应用与关键技术分析[J].中国设备工程，2018（5）.

[4]常娜娜.PLC在智能机械控制中的应用及技术分析[J].科技风，2019（10）

作者简介：

杨贝贝（1991.2-），女，汉族，籍贯：河南开封，商丘工学院，助教，硕士研究生学历，专业：机械电子工程，研究方向：智能制造，人工智能

张震（1986.01—），男，汉族，籍贯：河南商丘人，商丘工学院，助教，硕士学位，专业：机械设计及理论，研究方向：机电一体化，机器人

（作者单位：商丘工学院）