基于PLC技術(shù)的機電一體化設(shè)備智能控制研究

基于PLC技術(shù)的機電一體化設(shè)備智能控制研究

Summary：我國信息技術(shù)和我國科技水平的快速發(fā)展，可編程邏輯控制器簡稱PLC技術(shù)，其所實施的功能主要在于以采集、內(nèi)部存儲和程序運行相關(guān)數(shù)據(jù)的結(jié)果更新對設(shè)備進行輸出的狀態(tài)。其實在應(yīng)用該技術(shù)的過程中，需要分開研究PLC和PLC控制技術(shù)，二者主要還是結(jié)合PLC中的控制程序來自動化控制相關(guān)的機電設(shè)備。但是目前基于現(xiàn)階段的發(fā)展來看，基于PLC技術(shù)控制過程中，不僅輸入和輸出存在必然的聯(lián)系，就其本身的過程來講，也是結(jié)合多種程序來對一個過程進行全面輔助。Keys：PLC控制；機電一體化設(shè)備；設(shè)備安裝引言機電一體化設(shè)備的應(yīng)用大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，提升了企業(yè)的核心競爭力。隨著科技的發(fā)展，機電一體化設(shè)備在性能迅速提升的同時，結(jié)構(gòu)也越來越復雜，故障的發(fā)生具有復雜性，隱蔽性，突發(fā)性等特點，給故障的排查和診斷帶來了難度。從業(yè)人員要加強自身專業(yè)知識的學習，針對故障類型，充分發(fā)揮振動診斷技術(shù)、溫度診斷技、鐵譜剖析技術(shù)的優(yōu)勢，多元化綜合應(yīng)用多種先進診斷技術(shù)，提高故障診斷的精度，關(guān)注故障的演變過程，建立故障診斷系統(tǒng)，推動機電一體化設(shè)備故障診斷技術(shù)的快速發(fā)展。1PLC技術(shù)特點PLC技術(shù)可編程，具有計算機和控制技術(shù)的各種技術(shù)優(yōu)勢。以下內(nèi)容分析了這一技術(shù)特點和優(yōu)勢。在實際應(yīng)用中，PLC技術(shù)具有較強的穩(wěn)定性，能夠更好地應(yīng)對工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種外部干擾。從目前的情況來看，PLC技術(shù)的穩(wěn)定性主要體現(xiàn)在兩個方面：一是通過在PLC技術(shù)中添加光電分離抗干擾，可以有效地減少外部干擾，有效地延長PLC技術(shù)的應(yīng)用時間。其次，在PLC技術(shù)中，具有相對特殊的保護配置，可以減少外部干擾，第一次將故障反饋給系統(tǒng)，有效防止PLC技術(shù)損壞造成更大的故障。PLC技術(shù)適應(yīng)性強，可與多種技術(shù)相結(jié)合，充分發(fā)揮PLC技術(shù)的價值，有效滿足多種工作需要。梯形圖是PLC技術(shù)的重要編程語言形式，可為用戶提供直觀的體驗，幫助工程師全面、清晰地了解相關(guān)信息。通過簡化教學，技術(shù)人員可以掌握PLC技術(shù)。事實上，PLC技術(shù)已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域和行業(yè)。從整體應(yīng)用來看，PLC技術(shù)適應(yīng)性強，能有效處理各種混亂的工作，合理面對電磁干擾等問題。常見的抗干擾性能：有效減少噪聲干擾，防止粉末落入。在應(yīng)對外部干擾時，PLC技術(shù)的性能可以大大提高。2基于PLC技術(shù)的機電一體化設(shè)備智能控制方法2.1動態(tài)矩陣控制算法PLC可編程控制器在其應(yīng)用過程中雖然具備較高的可靠性和實時性，且在機電一體化設(shè)備智能控制過程中應(yīng)用較為廣泛，但在其執(zhí)行步驟較為煩瑣的控制算法時，PLC編寫程序量較大．不同型號的PLC針對不同用途具備不同性能．本文選擇西門子S7-300型號PLC，并將動態(tài)矩陣控制算法編寫其中，實現(xiàn)機電一體化設(shè)備智能控制．動態(tài)矩陣控制算法（DynamicMatrixControl，DMC）是依據(jù)被控制目標階躍響應(yīng)的預(yù)測控制算法．其以被控制目標的階躍響應(yīng)離散系數(shù)為模型，利用多步預(yù)估技術(shù)，按照預(yù)估數(shù)據(jù)數(shù)值與給定值差值最大的二次性能指標對目標進行控制．動態(tài)矩陣控制算法對漸進穩(wěn)定的線性目標較為友好，且不受目標動態(tài)特性內(nèi)的最小相位特性影響，是機電一體化設(shè)備控制方法中的最優(yōu)方法之一。2.2氣動系統(tǒng)一般的氣動系統(tǒng)在介質(zhì)選擇上以氣體壓縮為主，結(jié)合氣體的壓力來傳遞其系統(tǒng)動力，或者采取信息流體傳動技術(shù)，經(jīng)由控制閥和管道將壓縮空氣輸送到氣動執(zhí)行元件上，以此來將氣體壓縮的壓力轉(zhuǎn)化為機械能。實際過程中其包含氣壓的傳動和氣動控制兩個重要方向?，F(xiàn)階段理想氣體的狀態(tài)方程是氣動技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而這期間所指的理想氣體其實是指沒有任何粘性和存在一定質(zhì)量的氣體形式。2.3提高故障診斷的精確程度隨著科技的發(fā)展，機電一體化設(shè)備由于兼容性較好，其結(jié)構(gòu)也越來越復雜，給故障的排查和診斷帶來了難度。機電一體化設(shè)備的故障具有復雜性，隱蔽性，突發(fā)性等特點，在排除故障的過程中，運維人員要科學、合理、多元化綜合運用各種診斷技術(shù)來提高診斷精度，使用高密度、高精度的檢測儀器，避免檢測誤差，減少故障診斷時間，減輕工作強度，提升整體工作效率，保證企業(yè)經(jīng)濟效益。生產(chǎn)企業(yè)還需重視運維人員的專業(yè)素質(zhì)和敬業(yè)精神的培養(yǎng)，提高其工作責任感，全面保障工作效果。2.4應(yīng)用PLC技術(shù)與機電一體化結(jié)合實現(xiàn)自動化生產(chǎn)PLC技術(shù)在機電一體化裝置中的應(yīng)用，很好地解決了社會生產(chǎn)領(lǐng)域中的一些難題，尤其在一些特殊產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域中，PLC技術(shù)在機電一體化裝置中的應(yīng)用，可以說是如虎添翼。以藥品生產(chǎn)為例，基于藥品生產(chǎn)的特殊性，以及嚴格的生產(chǎn)質(zhì)量要求。人工生產(chǎn)顯然已經(jīng)不符合行業(yè)發(fā)展的趨勢，所以，利用設(shè)備進行自動化生產(chǎn)已經(jīng)成為常態(tài)。藥品的藥效發(fā)揮之所以顯著，在于不同的藥物成分所發(fā)揮的作用，而在不同的成分配比上，有著十分嚴格的要求。所以配藥是制藥工藝中十分核心的環(huán)節(jié)，利用PLC可編程系統(tǒng)，分別將機電控制系統(tǒng)與上位機軟件控制系統(tǒng)進行結(jié)合，通過PLC可編程對機電控制系統(tǒng)進行管理，包括對不同原料信息的編輯管理，如配比重量、配比時間等進行詳細的計劃與控制，而上位機軟件則負責配藥的具體任務(wù)實施，在配藥過程中，PLC的應(yīng)用能夠使得配藥的過程與程度更加清晰簡潔，提升系統(tǒng)的全程可視性與管理性。除了配比過程之外，制劑生產(chǎn)過程中也可以充分的應(yīng)用PLC技術(shù)來對機電設(shè)備進行控制，例如，采用PLC可編程控制系統(tǒng)，對生產(chǎn)環(huán)境的各項指標進行實時監(jiān)測，這樣能夠確保整個制劑過程處于全封閉，且全程可控，通過PLC可編程與計算機技術(shù)建立起實時生產(chǎn)動態(tài)圖像，一方面為制劑生產(chǎn)環(huán)境進行優(yōu)化，另一方面利用數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)全封閉生產(chǎn)，使得整個生產(chǎn)操作過程操作方便、可控、安全。除此之外，通過應(yīng)用PLC技術(shù)，將不同設(shè)備進行集中管理，實現(xiàn)科學的互動與控制，例如設(shè)備的進出風系統(tǒng)、噴槍電磁閥的打開與閉合時機，進出風溫度的調(diào)節(jié)，以及主機滾筒的轉(zhuǎn)速、壓力、風量等不同細節(jié)要求進行集中控制，這樣能夠有效地保障包衣機各主要部件、系統(tǒng)處于可視、可控狀態(tài)下，為藥品生產(chǎn)創(chuàng)造良好的前提條件。2.5PLC技術(shù)在閉環(huán)控制中的應(yīng)用應(yīng)用PLC技術(shù)，可在開展閉環(huán)控制過程中借助模擬量，目的是針對性控制流量、壓力、轉(zhuǎn)速、溫度等多種指標。閉環(huán)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機構(gòu)為變頻器和電動調(diào)節(jié)閥。執(zhí)行控制過程中需要利用監(jiān)控系統(tǒng)實時捕捉被控制量的數(shù)據(jù)，以此獲取電氣設(shè)備的運行狀態(tài)信號，將信號傳輸至處理中心，處理將信號轉(zhuǎn)換電流和電壓信號再輸出。閉環(huán)控制系統(tǒng)可將電流和電壓信號重新的轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并向電氣設(shè)備的控制中心傳輸，接下來通過PLC判斷數(shù)字量，然后向電氣設(shè)備傳輸?shù)目刂泼睿源藢崿F(xiàn)基于PLC的閉環(huán)控制。當前泵類啟動模式在電氣設(shè)備自動化控制中的應(yīng)用十分廣泛，啟動模式的啟動方式共三種，分別為手動啟動、自動化啟動、現(xiàn)場控制箱手動啟動。結(jié)語總而言之，伴隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，愈來愈多優(yōu)秀的自動化控制技術(shù)產(chǎn)生在人們的視線中。機電工程自動化控制系統(tǒng)是常用的技術(shù)類別，將PLC技術(shù)運用于機電自動化控制，進一步