侯传勇
中交基础设施养护集团有限公司 北京市 100000
摘要：近年来，我国工业化进程持续加快，机械行业也发生了巨大的变化，大部分工业生产制造都运用了自动化技术，而自动化技术中的PLC技术发挥着十分重要的作用，其应用领域也比较广泛。下面本文简单介绍了PLC技术，分析了PLC技术在机电一体化控制中的作用，并就机电一体化的应用展开领域进行探究。
关键词：PLC技术；机电一体化控制；作用；应用领域
1.PLC控制技术的含义及其特点
PLC控制技术是可编程控制器的简称，PLC控制技术主要有输入和输出两种方式，在物理形式上是分开的，两者之间的联系是依靠运行存储在内存当中的程序而实现操作的。PLC控制的输入和输出具有非常密切的关系，是依靠程序的软逻辑而完成的，PLC控制技术的信息更便于传递、处理、存储以及重复使用，如表一所示。
PLC控制技术的特点主要有三点，首先具有强大的功能，PLC控制技术的指令能达到几十条甚至上百条，能够利用各种不同的逻辑对各项问题进行处理、以及运算。所有利用普通计算机可以实现的功能，利用PLC控制技术都能够实现。PLC控制技术能建立人机界面，便于信息的交换。其次，系统操作更方便，PLC控制系统操作非常的便捷，可以利用程序替代硬件接线。PLC控制的硬件形成了系列化及标准化，在硬件系统的配置和方案设置方面，更灵活。再者，PLC技术的可靠性强，PLC控制可对机电一体化设备进行硬件与软件两方面的保护。在硬件方面，PLC控制技术所使用的元器件大多都是高度集成、无触点的，数量少，能提供工作保证；在软件方面，PLC控制技术能完成应急处理，发生紧急情况时能及时报警。
图1 PLC控制技术设计流程图
2.PLC技术的优点
2.1编程简单
PLC是一种基础的计算机编程，其基本指令简单，比较容易掌握，梯形图和传统的继电器控制图相似。PLC的输入和输出口可直接与继电器、接触器等连接，在使用起来比较方便。PLC的编程方法简单易学，对学员的文化水平要求不高，掌握基本电工常识的人员就可以在短时间内学会其编程。
2.2通用性强
PLC有较强的兼容性，在实际使用中同一台PLC只要对其改变软件，方可以对其他系统进行控制，PLC的系列产品比较多，可以相互组合来实现对不同系统的控制，其强大的兼容性可以实现不同的控制要求。PLC技术不但能够将机械产生的过程采取有效的控制措施，同时还能够把有关数据进行合理的处理。另外可以将PLC技术运用到多种类型的电气系统里，以此提高机械生产的能力。另外，PLC技术还可以与最新的技术进行融合，以此来对电气控制系统进行优化，这样一来就能够加强PLC的应用广度。
2.3促进机电一体化的实现
PLC设备没有较重的重量，质量也非常不错，无论是运用还是安装，都非常的简便，同时还可以把计算机和自动化这两项技术进行完美融合，而且编程工作会变得更简单一些。另外还能使用简明的梯图形、语言表，这样一来就能够方便进行开发工作，从而进一步完成机电一体化的目标。
2.4干扰能力强
过去所采用的机械电气控制装置极有可能遭受到干扰，不过采用PLC技术则完全不同，其具有很好的抗干扰能力。主要的原因在于PLC技术可以很好地结合集成电路技术，并使用合理的隔离模块，因此其抗干扰能力特别好。
3.PLC在机电一体化控制中的作用
3.1数据处理技术
在大数据、“互联网+”的大背景下，PLC技术也在持续拓展自己本身的先进功能PLC数据处理技术主要包括函数运算、矩阵、逻辑运算等数据处理方式，在使用计算功能的同时，对数据的采集、检索、存储空间、模数转换等工作都能够快速处理。PLC技术的最大优点体现在：在数据处理过程中能够将采集到的各项数据和自己本身存储器中的原始数据进行比对，从而完成对采集数据的二次处理。PLC技术作为可编程逻辑控制器，具有在数据丢失时提供紧急数据备份的效用，这是在日常生活、作业中非常实用的，除机械加工企业外，一些食品加工企业也广泛应用PLC技术进行数据处理。
3.2开关逻辑控制技术
PLC技术的出现和应用，将传统的电气电路逐步淘汰出了历史舞台，在工业智能化中的广泛应用有效地实现了机电一体化控制中开关逻辑控制技术。一方面，PLC技术可实现对工业设施设备的单独控制，另一方面，还可以实现对工业设施设备的集群控制，满足工业一体化中的一机多用的多重需求。在印刷、包装等流水线作业的应用中十分广泛，把PLC技术引入程序化控制的自动机床数控系统当中，能够最大限度地发挥PLC技术的数据处理性能和图像显示性能，最优的完成逻辑处理任务。同时，PLC技术和程序化控制自动机床连接可以有效实现开关逻辑控制电路的高效性能和可靠性能，尤其是对经济性能要求相对高的数控机床及其改造方面，PLC技术优势明显，具有广阔的应用和发展空间。
3.3位置控制
将PLC技术应用于机电一体化控制中的位置控制，能够充分体现出可应用可编程逻辑控制器对步进电机进行的智能控制价值，使在工业生产进行过程中的步进电机绕组发出符合生产节奏和生产需求的脉冲信号，对步进电机能够合理定位，有效定置，从而实现对步进电机的圆周运动、直线运动、运转速度等位置发出有效控制指令，保证设备能够安全、高效、稳定运行，为效益最大化，夯实设备基础。PLC技术在机电一体化控制中的应用主要是通过独立的一个输入（输出）模块中来完成，具有超强的抵抗外界信号、信息干扰的能力和绝对可靠的优点。由此可见，位置控制在工业化进程中发挥着重要的可以说是举足重轻的作用。
3.4通信模块
PLC技术中的通信模块是机电一体化控制中应用相对多的一面，PLC技术中通信模块可以同时满足相同的PLC之间的信息传递，可以为不同作业设备之间提供信息传递便利。PLC技术在不断的更新换代中还能够推出特有的PLC网络通信系统，只要设备之间拥有相同的网络通信协议接口，就可以进行实时通信。随着工业化自动控制水平的稳固将强和持续提高，PLC技术通信模块的标准应用也会逐步应用于各个岗位。
4.机电一体化的应用领域
4.1工业制造领域
随着工业制造成本不断下降，对于产品生产周期和生产质量的要求不断增加，我国工业生产行业目前已经广泛使用机电一体化技术。计算机电子信息技术日益发展，使用自动化机械制造技术能够进行高效准确的生产作业，进行复杂繁琐的数据计算，通过增加使用传感器技术，还可以具备一定程度的感知能力。此外，人力使用上的减少还可以降低产品不合格率，具有很强的独立性和环境适应能力。
4.2计算机制造集成领域
机电一体化技术可以应用在集成制造系统中，对制造系统进行综合化和最优化处理，颠覆传统制造行业流程，将各个部门之间进行整合，从设计、开发、制造、运营等进行有机结合。利用快速准确的信息传递，优化设备配置，充分发挥工业生产能力。利用计算机高速的计算处理能力，对生产以及运营都能准确地设计出最佳方案，减少人为计算时间，提高生产效率。
4.3数控机床领域
数控机床是我国使用最为广泛的制造设备，经过多年的应用和磨合，机电一体化技术也可以完全使用到数控机床领域，目前在数控机床的操作精度、功能完善、构造整体等方面都已经获得了显著的效果。实现了模块化的构造结构，使其更加紧凑。在功能使用方面，由于使用了开放性设计，不仅具备智能处理能力，还大幅度提高了可操控性以及精确性，为机械生产提供了更多的技术支持。
4.4PLC技术在供水系统中的应用实例
PLC技术在各个领域的到了广泛的应用，例如供水控制系统。随着城市居民对供水的大量需求，供水管网的流量必须要随用水量的变化而随机变化才能满足人们小同时问段对水量需要，传统的控制方式小能够控制的相对准确。因此水务企业在供水系统中应用了PLC技术。PLC技术可以保证管网的压力变化小会因为水量的变化而对供水系统产生影响。其工作原理为：当供水设备启动后其中一台水泵在控制器的控制下设定一定的速率升速运行，运行一段时问后，管网压力小断升高以后，可以将当电机的转速稳定在某一值，当用水量增大时电机转速可以随着水量的增加提高到一个新值并稳定。经过控制器的一些列控制可以在一定程度上减少供水过程中的资源浪费，还可以保证供水管道小会因为供水压力的小规律而产生的损害。
结束语
PLC在开关逻辑控制、数据处理、位置控制等方面优势明显，当下的PLC技术产品正向着两个极端方向“极大”和“极小”发展，大规模产品的输入输出口可达到一万五千左右，小规模的产品正在向模块化发展。站在产品结构的角度，PLC产品模块构成比例持续更新，为了满足市场需求，各种专用模块纷至沓来。在我国倡导“中国制造2025”的战略背景下，打造大国利器，大国重器。PLC技术将发挥出打造制造业强国和科技持续进步的的引导力，同时在机电一体化控制中应用越来越广泛。
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论文作者:侯传勇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/10/8
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