摘要：近年来，随着各种高新技术应用于工业生产，制造行业发生了巨大的变革。以PLC为代表的新兴技术渐渐应用到生产制造行业中来，这不仅加快了工业生产的自动化，还提高了社会生产力，真正体验到科学技术带给制造业的动力。其主要体现在传统的机械与电气生产系统中PLC技术的应用，这也推动了工业生产从机械电气化时代迈向机电一体化时代。本文先对机电一体化和PLC的发展和概念作了简单介绍，理解了其技术的相关背景，之后利用实例论证分析了PLC技术在机电一体化生产系统中的具体应用。
关键词：PLC；机电一体化；生产系统；应用
引言
科学技术的不断进步，将我们带入到了机电一体化时代中，为了能够促进机械制造业的可持续发展，应当进一步扩大计算机技术与微电子技术的应用范围，在节约人力资源的同时提高生产效率。
1、PLC技术与机电一体化概述
1.1 PLC
PLC是一种控制系统，它所能够带来的作用与微型计算机较像，所负责的工作是采集数据和处理数据。PLC本身有独立CPU、控制面变以及I/O口等，能够基于实际条件来独立完成数据采集、数据处理以及数据编程等。在具体应用中，将PLC技术应用于梯形图中，将有利于对复杂逻辑的简化处理，大大提高程序的数据处理效率。另外，PLC技术还可以有效减少接线漏洞，让系统运行的更加顺畅，从而减少运行费用。随着此项技术的不断成熟，PLC的应用范围在持续扩大，目前在我国的石油行业、钢铁行业中均有着不俗的表现。
1.2机电一体化
机电一体化是新时代发展的产物，在初期的应用阶段中并没有立即被广泛接受。随着我国科技发展速度的不断加快，机电一体化也变得更加成熟，逐渐在各个领域中有了突出表现。在机电一体化被深入应用的当下，人们对于机械的认知和理解开始发生转变，从而催生出了更趋人性化、智能化的机械设备，让人们的生活变得更加便利。总的来说，机电一体化是一项系统工程，其中包含了自控技术、信息技术、机械技术以及编辑技术等，为了能够保证机电一体化的可持续发展，在未来需要更加重视其功能性、环保性、安全性，可以一直保持创新与进步的状态。
2、PLC在机电一体化生产系统的应用分析
PLC在国民生产的各个控制领域中有极其普遍的应用，主要包括钢铁冶炼、矿石开采、化工生产、电力供电、机械制造等行业。PLC在实际应用中，主要包括对开关量的逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理、通信及网络的应用。下面将对上述应用作具体分析并举例说明。
2.1开关量的逻辑控制
PLC代替了以往的继电接触器控制，可实现逻辑控制，因此普遍应用于各种机电相结合的生产系统。例如，PLC在工化工工业中可对电磁阀进行控制、在冶金工业中可对高炉上料系统控制等等。[4]其中，在化工工业中应用PLC对电磁网系统进行控制，使化工流程的得以正常运作；在冶金工业高炉上料系统中应用PLC的开关逻辑控制，解决了传统继电器控制系统走线复杂、维修困难和不能实现自动化上料的缺陷，使高炉上料系统更加安全可靠。
2.2过程控制
PLC作为工业控制器，PLC具备数字/模拟（D/A）、模拟/数字（A/D）转换和算术、关系运算等功能。内部具有模拟量输入/输出（I/O）模块，可将传感器采集到的模拟信号通过（I/O）模块输入到（D/A）转换为数字信号再和设置值进行对比，可闭环控制随时间而不断发生变化的模拟量，诸如对温度变化、速度变化、流量变化、压力变化、电压变化、电流变化等模拟量进行控制。例如PLC在恒压供水中的应用，压力传感器将采集到的模拟电流信号输入到模数转换再到PLC，并和内部设置的压力值与历史压力值作比较，判断是否给变频器信号。
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2.3运动控制
应用PLC能够有效控制直线运动与圆周运动。在尚未应用PLC的机电一体化生产系统中，主要是通过开关量I/O模块来连接位置传感器与执行机构，而通过应用PLC，其本身所具备的运动控制功能将大幅提高系统稳定性。目前，PLC已经被广泛应用到个职工机械设备中，例如装配机械、电梯、机床等等，相比较来看，PLC具有的优势显而易见，稳定性强、可靠性强以及抗扰性强等等。例如，在磁选机中运用PLC，能够在现有的基础之上全面提升设备本身的自动化水平，提高生产效率的同时让设备运行的更安全、更稳定。再例如，在混凝土搅拌与生产中应用PLC，可以明显降低故障发生率，在提高生产质量的同时减少资源消耗。
2.4通信网络
截止到目前为止，国内已经有很多工厂开始采用智能化网络管理模式，通信网络所指的即为能够进行编程控制的通讯器，在PLC的支持下，可以实现智能系统与信息系统之间的数据交流。为了可以进一步保证智能化网络管理的精准性与整体效率，在日后，有意向的工厂可以基于PLC来实行技术生产链，针对智能化机械设备展开可编程逻辑性控制管理，以此来保证设备之间的实时信息共享。
2.5数据处理
科学技术的发展极大提高了生产效率，促使产品的更新换代变得极为频繁。现在生产的PLC功能越来越强大与之前的产品相比在数据处理方面有较为突出的表现。在数据处理上PLC基本具有算术、逻辑、关系、数据类型转换等功能，可以对收集到数据转换成当前值与存储器中设置的参考值作比较，从而完成相关控制操作。数据处理大多数应用于大型加工中心的控制，通过对数据的分析和处理可提高生产效率。
3、机电一体化的应用优势
3.1有效降低了生产资源的消耗率
机电一体化技术就是在先进技术不断革新的前提下开发出来的一种新兴的技术，这一技术的出现证明我国的先进技术已经进入到了一个全新的层次，最关键的是，这一技术手段的创新也加强了对多种先进生产技术的应用，从整体上提升了技术发展的综合能力。在机电一体化设备的发展中，降低生产资源的消耗率是当前设备的主要优势。而在智能化技术的引导下，如果发现机电一体化设备自身工作量没有达到预定标准或处于较低的运行状态，监测系统就会根据实际监测的数据信息对运行功率进行调整，以最大的程度减少能源的消耗，提升能源的运行质量。
3.2有效提升了生产的可靠性和安全性
在运用机电一体化技术来设计相关设备的时候，科研人员在设备内部安装了自我监测系统，工作时就可以实现对设备工作流程的多方位监测，这一系统可以在短时间内精准监测出设备是否出现故障，如果设备出现故障，监测系统就会根据发生故障的部位进行预警，实现对设备的综合保护。监测系统除了对设备进行保护以外，还可以对设备生产的相关产品进行保护，进而达到减低运行损失的目的。由此可见，机电一体化在实际运用过程中，其可靠性和安全性还是非常有优势的。
结语
在科技飞速发展的今天，以PLC为技术关键的控制系统在机电一体化生产中已经得到普遍地应用，它正以高效、平稳、安全的控制方式加速推进着我国的工业化进程。在未来相信会有更多新技术、新理念融入机电一体化生产系统，必定会使机电一体化生产向网络化、结构化、智能化的方向发展，最终成为工业生产控制的主流技术。
参考文献
[1]杜威.智能控制在机电一体化系统中的应用[J].科技与生活,2012(08).
[2]王鑫.三菱FXA可编程控制器在高校供电系统中的应用[J].数字技术与应用,2016,10(09).
[3]周玉宇.机电一体化的发展趋势及其在我国应用的探讨[J].中国科技信息,2015(12):157-158.
论文作者:魏红全
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
标签：机电一体化论文; 技术论文; 系统论文; 设备论文; 数据处理论文; 数据论文; 逻辑论文; 《基层建设》2019年第12期论文;