徐文海
江阴乐帕克智能机械有限公司
摘要：随着现代电子科学技术的不断发展，PLC控制的应用从传统的单机自动化方向开始向生产线自动化方面过渡。PLC控制系统也因此被大量应用于现代机械以及设备的相关控制中。尤其在瓶盖输送装配机械当中的应用，PLC控制系统利用其精准、迅速的控制设计和设备，能够对机械生产企业的输送和装配进行合理的控制和管理，提高了企业的实际经济效益。本文从PLC控制系统的概念入手，浅谈PLC控制瓶盖输送装配设计，为促进PLC控制系统在机械制造领域的未来发展提供参考。
关键词：PLC控制；瓶盖输送装配设计；控制管理
引言：PLC也可称为可编程序逻辑控制器，随着近年来科学技术的发展，在工业领域不断被开发和利用。PLC控制系统结合了现代先进的自动化技术和计算机技术，相比传统工业控制设备具有更优秀的抗干扰能力，在工业制造当中应用的性价比较高，编程也很简单。基于以上优势，PLC控制如今已经逐渐取代传统机械控制设备成为现代工业生产当中的主导，对促进未来工业机械的智能化发展具有重要意义。
一、PLC概述
（一）PLC控制系统概念
PLC控制系统，主要指的是基于传统顺序控制器，融合计算机技术、自动控制技术以及通讯和微电子技术为一体的新兴工业控制系统[1]。PLC系统的主要工作目的是为了取代传统继电器、执行逻辑等顺序控制的功能，建立一个具有柔性的智能化控制系统，其具有的便捷性、可靠性、通用性等特征，尤其适用于机械企业当中，效果显著。PLC控制系统的工作方式，主要采取的是循环扫描的方法。大型PLC控制系统当中会增添中断工作的方式。例如用户调试完程序后，程序由程序员写入PLC存储器，将现场的输入信号和控制执行器连接在输入模块的输入端和输出模块的输出端，随后选择PLC工作模式作为执行工作模式，后续工作则主要由PLC根据用户输入的程序来完成。
（二）PLC控制系统硬件构成
PLC控制系统的硬件主要由电源组件、微处理器CPU及存储组件以及输入和输出组件构成。其中电源组件是十分重要的组件之一，电源组件在PLC控制系统当中主要用以提供PLC运行所需要的电力，能够将外部的电源转换为可以提供PLC控制系统工作的适用型电源；微处理器CPU可以说是PLC控制系统的核心，CPU有很多生产厂商，而每个厂商生产的CPU也各不相同，应用PLC控制系统的时候，可以根据实际需求采用标准芯片或专用芯片；输入和输出设备，主要指的是PLC控制系统与工业生产交换数据的主界面，PLC工作的环境一般较差，因此，其输入和输出设备的设计上也具有较强抗干扰能力，在机械领域的应用也有较高的价值。
二、PLC控制瓶盖输送装配设计
（一）分析任务、确定总体控制方案
PLC应用在机械制造业当中，最适合的控制对象主要针对工业环境较差、对生产安全和可靠性要求较高，且工艺相对复杂的机械制造业自控系统或装置当中。瓶盖输送装配设计符合PLC控制系统的应用，在确定了控制对象和装置之后，可以进一步分析和确定PLC的控制范围。PLC控制瓶盖输送装配设计，主要由主控系统，传感系统、物料输送、自动装配、自动上料几方面构成。其中自动上料部分由5个上料单元构成，自动装配部分则由15个装配单元构成，这些单元将组成一个完整的输送装配设备，并且在总体控制方案当中确定各部分所对应的PLC输出信号。
（二）基于瓶盖输送装配设计方案的PLC选型
在机械设计中，如何选用PLC的型号是其中一个重要的环节。例如瓶盖输送装配，选型主要分为两个方面，首先是容量大的PLC，其次则是PLC的品牌和外设。，对于大容量的PLC来说，要将所有的I/O点找到，其中也包括开关量I/O和模拟量I/O，并且要详细了解这些I/O的性质。对于PLC的品牌和外设，则要考虑的步骤较多，包括功能方面、价格方面、个人喜好，输入和输出接口电路以及I/O点数扩展等等[2]。
例如本人在在江阴乐帕克智能机械有限公司技术生产部从事机械设计及外协加工工作期间，在2019年5月瓶盖整理及上盖装置发明专利公布，公开了一种瓶盖整理及上盖装置，包括推送结构、抓取结构和上盖机构，推送结构、抓取结构和上盖机构前后依次衔接。本次发明专利就是根据上述PLC选型，选择的最适合该发明的PLC。该装置结构合理，适用于特种形态的瓶盖的整理、抓取和上盖，不易造成瓶盖的堆积卡死，定位精准，上盖效率高，使用便捷。
（三）I/O地址分配
对于机械企业所应用的PLC控制来说，输入和输出信号在PLC控制接线端子上的地址分配，是进行PLC控制瓶盖装配设计的基础。I/O地址只有分配之后，才能够进行下一步的编程工作。同样，对于控制柜和PLC外围接线来说，只有I/O地址确定之后，才能够进行对电气接线图、瓶盖装配输送设计图的绘制，接下来才能根据图纸进行安装，在进行I/O地址分配的时候，要有相应的表格记录各I/O点的名称、地址和对应编号（表1）。
表1 I/O地址输入分配表
（四）系统控制
机械企业对PLC控制瓶盖输送装配的设计当中，PLC控制不仅仅能够进行输送和装配的自动化控制，也能够作用于机械自身的控制。PLC控制系统在整体设备运转正常的情况下，PLC控制系统中的输入与输出信号和中间记忆模块之间都存在着逻辑运转关系，这种运转关系能够确保瓶盖输送装配设计的正确运行，如果其中的逻辑关系出现异常，则表示PLC控制系统出现了逻辑故障，这些故障将对瓶盖输送装配系统的运行造成一定影响。在系统控制当中也需往外注意其逻辑关系。实际机械应用过程中，在设计系统控制功能的时候，可以对出现的故障信号进行实时警报和停机等控制操作，以避免异常逻辑状态对瓶盖输送装配的影响[3]。
（五）系统调试
PLC有着十分丰富的指令系统，当机械企业应用PLC控制技术于瓶盖输送装配设计中时，要对整体系统进行定期调试。通常情况下，PLC控制瓶盖输送装配设计中的系统调试可以分为硬件和软件调试两方面，如有针对性的对系统硬件进行检测，或利用编程软件的检查功能，检测程序中是否存在逻辑错误。PLC的生产厂家在设计之初，为方便PLC在各行业中的应用提供了很多便于调试PLC控制系统的手段和方法。此外，PLC厂家提供的编程软件，也提供了对PLC中正在运行的用户程序的监控和修改功能，PLC控制瓶盖输出装配可以利用这种有效的监控和修改方式，对整个系统进行监控和修改，以提高其系统调试效率。
三、结论
现代机械制造企业当中，PLC技术的应用在其中发挥了重要的作用，PLC控制瓶盖输送装配的设计，也代表着国内现代化工业的进步。PLC控制瓶盖输送装配设计，通过分析任务、确定总体控制方案、PLC选型、I/O地址分配、系统控制与调试等，实现了PLC控制技术与机械制造业生产相互结合的创新思维，实现了国内PLC控制技术的进步和发展，使PLC控制技术的功能性及其实用性效果得到了更好的体现，有利于国内机械制造领域对PLC控制技术等问题的研究。为促进国内机械制造业自动、智能化发展提供了极大便利。未来PLC控制技术将会在各行各业当中不断发展，国内PLC控制技术也会随着科学技术的进步为人们的工作和生活带来更多的便利。
参考文献：
[1]姜清德.基于PLC控制的瓶盖加工设备改造[J].中国包装工业，2014（18）：11.
[2]任爱美.防伪瓶盖自动装配生产线的控制系统设计[D].山东大学，2012.
[3]崔宗超，张新军.PLC联网通信技术在瓶盖自动加工与装配生产线中的应用[J].济源职业技术学院学报，2010，9（04）：43-46.
论文作者:徐文海
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第10期
论文发表时间:2019/11/5
标签：瓶盖论文; 控制系统论文; 系统论文; 机械论文; 工作论文; 技术论文; 逻辑论文; 《建筑细部》2019年第10期论文;