基于PLC技术的机电一体化设备智能控制研究

基于PLC技术的机电一体化设备智能控制研究

闫肖飒 ,王琴春 ,汪军明

亚龙智能装备集团股份有限公司 （浙江省温州市450000 ）

摘要：社会经济的迅速发展对科学技术的发展和不同学科的深度融合起到了极大的促进作用，各种行业的发展都受到了显著的影响。建筑机械产业是我国国民经济和社会发展的重要组成部分。在现代信息技术的发展和普及的背景下，机械工程技术、产品功能、生产方式和管理模式都有了显著的改进，传统的机械电气化正逐步向机电一体化的方向发展。机电一体化技术是将现代信息技术、微电子技术、计算机技术有机地结合在一起的一种新技术。将机电集成技术运用于现代机械装备，既符合时代潮流，又符合机械行业对技术的特殊要求。本文就是在这样的背景下，以 PLC技术为基础，对机电设备的智能化控制做了一些探讨。

关键词：PLC技术；机电一体化设备；智能控制

引言

伴随着我们国家新的发展，在许多的产业中，对智能集成技术和数字科技的运用已经获得了巨大的成功，与此同时，组装式集成技术也已经变成了整个建设行业的一项主要发展技术。这种技术可以促进整体的建设智能化，从而使国内的建设公司的建设质量得到更大的提升，从而确保整体的整体竞争力得到提升。所谓的机电集成技术，将会涉及智能化、模块化、网络化、系统化等多种技术，对各行各业都有很好的促进作用。而伴随着机电集成技术的持续革新，在当前阶段，我们在智慧建造中，已经达到了不断强化其功能、缩小设备体积和提高其可靠性的目的，这也让在常规施工中存在的某些问题得到了解决，从而确保了整体建设行业的良性、稳定发展。

一、机电一体化技术在工程机械中的应用意义

1.有效提升工程机械生产质量

传统的机械式加工工艺，以人工为主，存在着较大的误差，且不易控制。以工件加工为例，以定位与紧固为目的的数控机床卡钳，其精度直接影响到工件加工与制造的质量。然而，在传统的制造流程中，制造部门通常依赖于人工或个体的经验对制造装置进行误差控制，这样会导致误差过大，从而影响到制造精度的精确控制。随着电子技术的广泛运用，生产机械的法兰盘实现了自动化，利用电脑的调节程序，可以在生产加工的过程中，接收到实时的反馈，保证了生产法兰盘的精度，保证了生产法兰盘的精度，保证了控制的效果，提高了工程机械的制造品质。

2.生产能力强

与传统的工业生产方式相比，以现代信息技术为基础而发展起来的机电集成技术有着非常明显的优点。将其运用到工程机械中，可以有效地提升控制过程的准确性及敏感性，从而有利于实现高效的生产目的，同时还可以为制造过程中的产品质量进一步规范化奠定基础。

二、机电一体化技术在智能建造应用的优势

目前，国内已经逐步将各类先进的装备和系统运用到了各大产业中，而机电集成技术也能够促进整个智慧建筑产业的发展。与常规的机械作业方式比较，采用电子机械作业方式更方便快捷。因为采用这种技术，是利用信息化技术，对整个体系进行整体的调控和改造，因此，这种智能的建设技术更为精确，而且在建设过程中，有关的作业过程也更为简单，使得工作人员的作业更为方便。能够对各类信息进行实时的把握和辨识，之后利用计算系统将这些数据展开深度的研究，在每个步骤中，只要输入对应的编码，就能够进行智能化的管控。并在此基础上，完成了对信息的智能化处理与分发。这种方式既能有效地降低人工作业所造成的错误，又能简化工作程序，减轻工作人员的工作负担，提升工作人员的工作效率和工作的精度。

三、机电一体化技术在智能建筑中的具体应用

1.电子监控方面的应用

将机电一体化技术运用到工程机械的电子监测中，能够对工程机械在运行中存在的问题进行实时监测，从而对施工中的各环节进行实时监测。通过使用机电综合技术，能够更好地认识到电子信息系统中存在的各种可能的故障，从而找到产生故障的原因，从而降低机械设备的运行误差。另外，该电子监测系统具有自动警报功能，在机器出现故障时，可以及时告知管理者，减少机器的维修周期，使施工机械的安全性降低到最小。将机电一体化技术运用到工程装备上，还能使装备进行经常性的维护。

2.智能管理系统的应用

现代的机器装备的种类已经逐渐趋于多样化，在一个不同的项目中，通常都会使用到多个类型的机器。此外，随着项目的规模在持续地增大，机器的数目也在显著地增多，这就造成了对机器设备进行管理的工作的困难。随着信息化技术的迅速发展，机电集成产品正逐步走向智能化，将其运用到现代化的机器装备中，有利于机器装备的操作与管理的协同进行，从而为机器装备的智能操作与管理的实施奠定基础。

四、基于PLC技术的机电一体化设备智能控制方法

1.机电一体化设备智能控制技术架构

在 PLC技术的基础之上，的机电一体化设备的智慧控制模式属于一个全闭环体系，它的结构主要包括了：上位机组态监控、 PLC可编程控制、伺服运动/温度控制体系等。在这些结构之中，上位机组态监控使用的是有关监控软件，对机电一体化设备的运行状况以及 PLC的数据传递等进行监控，并将有关监控的结果传送到了人机接口。在人机接口中，人机接口使用 PLC的接口与 PLC可编程控制器进行对接， PLC可编程控制器将控制机电一体化设备的方法写进 PLC可编程控制器，并用此控制器来完成对机电一体化设备的定位、运动等。在机电一体化设备在运行时的伺服驱动输出信息、按键信号、接近开关信号等，都会经过 PLC的输入端子被传送到 PLC可编程控制器。 PLC可编程控制器在对机电一体化设备的运行状况进行控制后，还会使用 PLC输出端子来向 PLC可编程控制器发出控制信号，进而对机电一体化设备伺服运动/温度控制体系运转以及冷却体系、照明体系等工作进行控制。

2.动态矩阵控制算法

PLC可编程控制器在实际使用中具有很高的可信度和实时性，并且在机械装备的智能化控制中得到了很大的使用，但是当它在执行一些比较繁琐的控制算法的时候，它需要很长的代码来编写大量的代码。各种类型的 PLC对于各种场合都有各自的特点。这篇文章选用了西门子S7-300这种类型的 PLC，并在它的基础上，编制了一套基于被控制对象的阶跃反应的预报控制算法。它以被控制对象的阶跃反应作为一个数学基础，采用了多个步长的估计技术，根据估计的结果与给出的结果之间的差异最大的一个二次型的性能指数来进行控制。而这种二次型的控制算法对于逐步的、稳定性良好的、并且不会受到对象的动力学特征中最小的相位点的影响，因此它是机械装备的一种最佳的控制方式。

结束语

当今我国科技发展迅速，而机电集成技术在整个机械工程领域有着广阔的发展空间，也受到了人们的高度重视。在这种大的背景下，随着技术的进步，当前，它与各种尖端技术相结合，构成了一种智能的电气集成技术发展方向，广泛地运用于所有的工程机械，从而提升了工人的工作效率和产品的质量。

参考文献

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[2]张瑞锋.智能制造融合机电一体化技术策略[J].信息化建设,2021(06):55.