PLC在智能机械控制上的应用与关键技术分析

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bae2009
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  摘要:随着我国科技水平的快速提升,社会经济趋于知识型发展,各种先进信息技术得到进一步的发展和应用,智能制造成为新时期的重要发展趋势。新型工业时代悄然到来,为使我国从制造大国转为制造强国,需提高对智能机械的重视和有效应用。此外,需加强PLC在该领域的深入研究,促进智能机械不断进步和发展,保证我国在世界大市场的激烈竞争中站稳脚步。
  关键词:PLC;智能机械;控制;关键技术
  引言:在自动化系统中,通过编程控制器可实现对整个系统的有效控制,同时该控制器也是系统中最关键的组成部分之一。随着信息化技术的应用升级,智能制造系统不断完善和优化,智能机械控制得到了进一步发展,保障了控制质量和实际运行中的稳定性。此外,PLC中不断融入新技术,促使智能机械控制趋于高等智能化方向发展,整个应用过程更加安全、可靠。本文分析和研究了智能机械手臂,系统研究了PLC的科学应用和涉及的关键技术,以期促进PLC系统更好地发展。
  1.PLC特点概述
  PLC控制系统主要应用大规模集成电路,在其内部电路中对输入、输出信号进行有效的光电隔离,同时应用故障诊断和电源屏蔽等技术,实现系统的可靠性要求。PLC的无故障时间较多,一般可达5~10万小时。分析机外电路,并比较其他规模一致的继电接触器后发现,PLC控制系统中的电气接线大幅降低,故障率也不断下降。现阶段,运用PLC逐渐形成了一系列系统化、规模化的产品。PLC控制系统可应用于不同的工业控制,还可有效完成相关工作任务。另外,应用PLC分析和计算信息数据,并将其成功运用于数字控制作业。随着PLC各项功能单元的增加,通信能力得到大幅提升,并逐渐向人机界面方向发展。
  2.智能机械控制中PLC的具体应用
  当前,PLC控制系统实现了在冶金、化工、机械制造及环保等不同行业的有效运用。由于PLC综合性能的提升,它的应用范围越来越广泛,应用类型可分为5类。
  2.1逻辑运算
  PLC控制系统具有逻辑运算能力。通过PLC系统的定时和计收等不同功能完成相应运算,一般应用于单片机、生产自动线的有效控制,如科学合理的操控机床和电镀流水线,这是PLC最常应用的领域之一。
  2.2运动控制
  大部分控制系统都设置了伺服电机、拖动步进电机等控制模块,可有效应用于装配机械和机床等不同的机械设备。
  2.3过程控制
  规模较大的PLC中均配置相应的PID控制功能,同时配备相应的多路模拟量I/O模块。一些小型PLC也设置模拟量的科学输入、输出功能。因此,利用PLC可准确掌控模拟量,且形成闭环控制,实现对整个操作过程的掌控。该功能一般应用于反应堆和酿酒等操作。
  2.4数据处理
  当前,PLC控制系统基本都具有丰富的操作功能,如数学运算和相关信息数据的传输、转换以及科学排序。此外,PLC控制系统可采集、归纳和处理所需的信息数据,并利用通信接口传输相关信息数据,最终到达机械智能装置。
  2.5通信联网
  PLC控制系统的通信模块主要用于PLC和计算机、PLC间及PLC与其他智能设备间的信息传递。应用PLC可连接计算机的通信转换单元并形成网络,进而转换各项信息数据构成不同级别的分布式控制系统,最终实现工厂自动化系统的有效运行和进一步发展。
  3.关于智能机械手臂控制的分析
  PLC在智能机械控制中的有效运用,比较有代表性的是智能机械手臂。通过系统性的分析和探究,通电后,检测装置马上执行到位,并启动检测功能,然后按照具体的检测结果发送相应的指示信号,并传输信号至PLC控制系统,然后系统结合信号指示机械下降。当下降到相应位置时,PLC接受指示命令,机械终止操作,然后按照“抓紧”指示完成工件抓紧等一系列操作。完成上述过程后,PLC控制系统启动上升指示,到达规定位置后,系统终止运行并下达放松指示。在确定工件到达制定位置后,继续执行上述一系列指示要求,从而实现作业的有效循环。以智能机械手臂为例,系统分析各部分组成结构,同时探讨PLC在其中的应用和关键技术[1]。
  3.1主控系统
  分析智能机械手臂,它的最关键的内部结构是主控系统,也是PLC的核心。通过科学運用该系统内部的可编程存储装置,可有效存储相关编辑程序,同时实现逻辑运算和顺序操控等一系列功能。此外,该系统内部设置了程序处理模块,可按照控制编程的具体规定和要求完成机械动作的有效管控,同时分析和自动检测系统故障,最终通过CPU的支持,确保系统具有良好的可控性。
  3.2电气系统
  在PLC控制系统中,电气系统主要负责管理和控制电气设备,包括I/O设备、继电器等,可有效保障系统的顺利运行。应用电气系统时,需有效配置继电器控制和电气设备检测等相关技术,更好地检测和监控不同信号,保障信号的顺利输入、输出。
  3.3机械系统
  该系统的主要功能是机械控制中为各种指令的执行提供载体支持,包括机械手、臂、身及腕等组成部分。通过配合DC技术和相关软件,实现向上、下、左、右操作和机械手的放松、收紧等各项功能。在科学化、系统化设计中,可及时更新和快速传输信息数据,保障系统控制的良好稳定性和可靠性。同时,在一定程度上简化控制系统的组成结构,促使操作过程更便捷、高效。
  4.PLC在智能机械控制领域的未来发展趋势
  为适应新时期的发展要求,我国加强对新型信息技术的发展、优化及科学高效应用。PLC控制系统的完善和优化,实现了更加安全、智能的应用。例如,分析和研究PLC时,由于执行任务难度不断提高,控制要求和标准不断增加,它在实际操作中集成了更多功能,并综合运用了认知、采集、决策、执行及监控等不同功能。同时,在网络协同的基础上,有效连接不同设备装置,促使管理和控制过程趋向于集成化、智能化方向发展,从而更好地满足实际运行中的相关要求。随着网络覆盖范围和开放程度的扩大,网络环境不断优化,有效保障了通信过程的安全和系统设备运行的安全。在外界环境支持下,人们提高了对PLC控制系统的重视,并期望其在智能机械领域中发挥更大作用。基于此,需科学融合PLC和相关网络安全技术,并利用安全密钥增强网络通信的有效性和安全性。针对系统的实际运行情况,可建立相应的安全评估模型[2],进一步提高网络风险的判断力,以准确诊断和有效处理PLC运行时出现的故障问题,保障系统操作更加可靠、安全。此外,工作人员应着重分析和研究PLC组态软件、控制器等组件,确保其在系统大环境下有良好的可操作性和自适应性,同时不断升级和完善数据库、操作系统及机械设备,增强系统的自主管控性,提高PLC的可控程度。
  结论:
  简而言之,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。PLC的制造环节十分严格,应用大规模集成电路,在其内部电路中科学设置了抗干扰技术,对工业生产领域意义重大。基于此,通过分析在智能机械控制中PLC的有效应用,深入探讨其关键技术,可为我国相关领域提供有效参考[3]。
  参考文献:
  [1]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,2018,37(5):18-21.
  [2]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):165-166.
  [3]王彪,龙锴鹏,张传兴.PLC技术在电气工程及其自动化控制中的应用[J].科技风,2018(4):72.
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