機電一體化是由計算機技術、資訊技術、機械技術、電子技術、控制技術、光學技術等相融合構成的一門獨立的交叉學科。下面，小編爲大家分享機電一體化的論文，希望對大家有所幫助!
摘 要：本文主要透過分析機電一體化，探討 PLC 在機電一體化生產設備中的應用，旨在爲我國生產製造業提供參考。
關鍵詞：PLC 機電一體化 生產系統
計算機和微電子技術的發展直接促進了機電一體化生產時代的到來，在機械製造中應用 PLC 技術可以最大程度地減少勞動成本，提高機械製造和機電一體化生產效率，最終促進機械工業產品結構、技術結構和生產方式的升級。對機電一體化進行分析，針對 PLC 在機電一體化系統的應用展開討論具有重要的現實意義。
1、機電一體化的發展方向
機電一體化最早在日本的《機械設計》雜誌上被提出，隨着計算機應用技術的不斷髮展，機械一體化技術逐漸成熟，得到機械製造行業普遍的認可。機電一體化是將計算機應用技術引入機構動力、資訊處理和控制等。使機械生產過程中的各個環節能夠有機結合，推動機電一體化呈現多種方式的發展。機器人及數控機牀智能化有力地證明，當下機電一體化正朝着智能化的方向發展。在模組化的基礎上，產品的研發速度會得到很大幅度的提升，還能在一定程度上擴大機電生產的規模，機械製造企業應根據機電一體化的實際需求，制定相關的標準，保證機電一體化逐漸走向模組化。綠色節能已成爲時代的主題，所以機電一體化產品也必須符合綠色環保的理念，保證機電一體化產品在使用的過程中，不會對環境造成不良影響，最終還要保證機電一體化產品在使用壽命終結時，能夠有效地回收利用。此外機電一體化產品的體積越來越小成爲趨勢，不但可以最大程度降低能源的消耗量，還能有效提高產品使用的靈活性，機電一體化產品正朝着微型機器和微觀領域發展。
2、PLC 在機電一體化生產中的應用分析
2.1、PLC 在機電一體化生產中的運動控制
PLC 系統的組成主要包括硬件結構、軟件結構、現場拓展結構，PLC 機電一體化生產系統中的應用主要依靠各個部分的組合作用，使控制性能充分發揮。PLC 進行輸出和輸入模組設計時，爲方便進行模組的替換，要配置相似的模組。
PLC 對設備連接主要是利用遠程的 I/O 櫃，並且系統的備用容量要達到一定標準。開關量 I/O 模組實現對執行機構和位置傳感器的連接，選擇專用的控制模組對直線運動或圓周運動進行有效控制。從目前的生產狀況來看，PLC 的生產廠家對 PLC 的運動控制功能格外的重視，在具體機械製造過程中，機器人、電梯和裝配機械等十分重視對 PLC 運動控制的.應用。
以電梯爲例，設定4層電梯自動控制演示板。
在上行的過程中，電梯上行的要求是當電梯停於 1 樓(1F)、2F 或 3F 時，4 樓呼叫，則上行到 4F 行程開關後停止;電梯停於 1F 或 2F，3F 呼叫時，則上行到 3F 行程開關控制停止;電梯停於 1F，2F 呼叫，則上行到 2F 行程開關控制停止;電梯停於 1F，2F、3F 同時呼叫，電梯上行到 2F，停 5s，繼續上行到 3F 停止;電梯停於 1F，3F、4F 同時呼叫，電梯上行到 3F，停 5s，繼續上行到 4F 停止;電梯停於 1F，2F、4F同時呼叫，電梯上行到 2F，停 5s，繼續上行到 4F 停止;電梯停於 1F，2F、3F、4F 同時呼叫，電梯上行到 2F，停 5s，繼續上行到 3F，停 5s，繼續上行到 4F 停止。這裏的呼叫、行程開關的控制都是透過 PLC 來實現的。
2.2、PLC 在機電一體化生產中開關量邏輯控制
PLC 的硬件結構可變，軟件程序可編輯，應用於控制時十分靈活。必要時，可編寫多套或多組程序，依需要調用。PLC 適應於工業現場多工況、多狀態變換的需要，所控制的邏輯問題可以是多種多樣的，組合的或時序的、即時的或延時的、不需計數的或需要計數的、固定順序的或隨機工作的等均可進行。隨着 PLC 在機械製造生產中的廣泛應用，PLC控制系統逐漸取代了繼電器控制系統，對機械製造生產過程中的運輸帶、機牀、衝牀等機械設備實現了邏輯性控制。隨着 PLC 控制技術的不斷髮展，化工領域中電磁閥控制、冶金工業高爐上料系統都得到了科學有效的控制。在機械製造的CNC 機牀數控系統中引入 PLC 可提高數據處理的性能，能利用可編輯控制器提高邏輯處理任務的有效性。可編程控制器可以連接數據系統微處理器和機牀強電控制，保證機電一體化產品生產的可靠性和穩定性，爲機械製造產業中的經濟型數控機牀和普通型機牀數控改造提供發展的空間。例如，針吸式穴盤自動播種機引入 PLC 控制系統可實現對電氣系統的有效控制，最大程度降低了針吸式穴盤播種機結構的複雜性，保證系統執行穩定和高效，當設備出現故障時可及時發現故障的所在位置，並進行維修管理。
2.3、PLC 數據處理技術
隨着計算機應用技術的發展，可編程邏輯控制器的功能實現多樣化，可實現包括矩陣運算、函數運算和邏輯運算在內的一系列數學運算。引入PLC 控制系統還能進行有效的數據轉換和傳輸，在計算機資訊技術的基礎上實現對數據的存儲。當機械設備出現故障造成數據丟失或損壞時，備份數據能及時解決數據問題。在PLC 系統的功能中，控制功能可根據已經獲得的數據，進行數據的調節和數據的反饋，使得調節後的數據能夠實現預期功能對數據參數資訊的要求。設備根據設定的時間順序執行或停止工作，實現時間順序的控制首先要對 PLC 程序進行設定，然後對連鎖順序採取一定的保護措施，保證設備可安全可靠的執行。
例如，近來發生多起電梯安全執行事故，其中門系統事故佔80%左右，衝頂或蹲底事故佔15%左右，其他事故佔5%左右。門系統事故佔電梯事故的比重最大，發生也最爲頻繁。門系統事故發生率最高是由電梯系統的結構特點造成的，電梯的每一次執行過程中開門動作兩次，關門動作兩次，使門鎖工作頻繁，老化速度快，久而久之，造成門鎖機械保護裝置動作不可靠。門系統可以利用 PLC 的計數功能在達到使用壽命時實現從技術上提醒更換、復位，否則系統會停止執行，即可減少多起事故。
2.4、過程控制和通信網絡
過程控制需要以模擬量作爲一個重要的指標，機械製造產業中，設備的通電電壓、電流等物理量就是模擬量。模擬量的輸出可保證控制系統有效地展開相關作業。機電一體化生產中，可編程邏輯控制器通信是一個重要的組成部分，可編程邏輯控制器通信又可分爲可編程邏輯控制相互間的通信和可編程邏輯控制器和其他智能設備間的通信。在計算機控制技術發展的基礎上，可編程邏輯控制器通信已在機電一體化系統中出現專屬的網絡系統，對 PLC 在機電一體化生產設備統中的應用發揮着積極作用。
3、結語
PLC 技術能夠提高機械製造和機電一體化生產的效率，促進機械工業產品結構、技術結構、和生產方式的升級。所以機械製造產業應抓住 PLC 的發展方向，在控制設備中積極引入 PLC 技術，加快機電一體化的進程，爲我國生產製造業水平提供有效的技術支撐。
參考文獻
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