PLC技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用

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摘要：plc技術(shù)是一項(xiàng)具強(qiáng)控制能力、抗干擾性能與靈活性的工業(yè)控制技術(shù)。近些年業(yè)，伴隨PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，再加上與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等的有機(jī)結(jié)合，PLC技術(shù)逐步朝著多元素、多角度的方向發(fā)展，同時(shí)其應(yīng)用范圍不斷拓寬。本文自PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)著手，探討了PLC技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人當(dāng)中的具體應(yīng)用，為PLC技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人當(dāng)中的后續(xù)應(yīng)用提供了若干參考。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；工業(yè)機(jī)器人；應(yīng)用

0引言

伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，我國(guó)工業(yè)迅速發(fā)展，工業(yè)技術(shù)與工業(yè)工藝水平不斷提高，工業(yè)機(jī)器人開(kāi)始大范圍地在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中推廣應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人是一種模擬真人操作的機(jī)電一體化的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，基可進(jìn)行自動(dòng)控制，完成重復(fù)編輯完工工作，使得工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率得到了明顯提高。而伴隨PLC技術(shù)的引入，工業(yè)生產(chǎn)更是得到了進(jìn)一步發(fā)展。

1PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）適應(yīng)性強(qiáng)。PLC技術(shù)控制功能的發(fā)展主要依賴(lài)于存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)功能，利用存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。在使用的過(guò)程當(dāng)中，若要改變控制功能，只須將系統(tǒng)的參數(shù)或是接線方式進(jìn)行修改即可實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的改變。另，PLC技術(shù)的種類(lèi)較多，可選擇性較強(qiáng)，且可靈活進(jìn)行組合，以滿(mǎn)足控制系統(tǒng)的不同要求。（2）可靠性高。在生產(chǎn)PLC的過(guò)程當(dāng)中，為保證PLC的實(shí)用性，廠家為采取各種抗干擾對(duì)策，因此，在利用PLC技術(shù)的過(guò)程當(dāng)中，PLC技術(shù)的可靠性可得到有效保證，這非常有利生產(chǎn)控制工作的順利開(kāi)展。（3）編輯簡(jiǎn)單。PLC的編輯較為簡(jiǎn)單，操作也相對(duì)簡(jiǎn)便，在使用時(shí)，利用微機(jī)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)顯影系統(tǒng)的控制，而基于PLC所研發(fā)的PLC技術(shù)也具相同特征。在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中，只要能對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件及軟件進(jìn)行充分掌握，即可通過(guò)邏輯控制、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等手段實(shí)施操作，從而對(duì)運(yùn)作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化控制。

2PLC技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的具體應(yīng)用

（1）開(kāi)關(guān)量控制。將PLC技術(shù)應(yīng)用于開(kāi)關(guān)量控制的目的在于根據(jù)現(xiàn)存與歷史開(kāi)關(guān)量的輸入狀況從而決定系統(tǒng)所需的開(kāi)關(guān)量輸出，讓系統(tǒng)能夠依指定順序開(kāi)始工作[1]。而要實(shí)現(xiàn)此目的前提是編寫(xiě)相應(yīng)的程序，此程序的編寫(xiě)可采取兩種方式：一種是邏輯處理方式，此方式是利用組合或是時(shí)序邏輯綜合的方法變換輸入與輸出；另一種是工程設(shè)計(jì)方式，此方式是利用具體的要求命令來(lái)控制輸出。工程設(shè)計(jì)方式對(duì)系統(tǒng)的控制可采取以下三種方式：一種是分散控制，另一種是集中控制，還有一種是混合控制。其中集中控制是利用集中控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，此控制器即是基于PLC程序的順序輸出命令。為此，可將PLC技術(shù)應(yīng)用于基于步進(jìn)電機(jī)的工業(yè)機(jī)器人上。分散控制是利用分散信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，控制輸出就如發(fā)命令，命令的內(nèi)容與發(fā)出的時(shí)間均由分散動(dòng)作反饋信號(hào)的完成情況來(lái)決定。分散控制的最大特征在于可進(jìn)行反饋，系統(tǒng)在未收到反饋信號(hào)的前提下是不會(huì)發(fā)出后續(xù)命令的，這樣就使得整個(gè)系統(tǒng)能安全運(yùn)行。為此，PLC技術(shù)還可應(yīng)用于利用伺服電機(jī)進(jìn)行控制的工業(yè)機(jī)器人上。（2）模擬量控制。一般地，過(guò)程控制都需要利用到模擬量，包括電流、電壓、壓力、溫度等。若要利用PLC對(duì)模擬量進(jìn)行處理，首先要將模擬量進(jìn)行數(shù)字化與離散化轉(zhuǎn)換，并將其進(jìn)行鎖存后再進(jìn)行模擬輸出。因此，進(jìn)行模擬量控制還需安裝A/D模塊，以實(shí)現(xiàn)模擬量的數(shù)字化與離散化；然后再利用D/A模塊將其進(jìn)行鎖存并進(jìn)行模擬輸出[2]。引入PLC技術(shù)對(duì)模擬量進(jìn)行控制的目的在于依當(dāng)前的模擬量輸出情況以產(chǎn)生系統(tǒng)運(yùn)行所需的模擬量輸出，讓系統(tǒng)能夠依指定要求實(shí)施工作?，F(xiàn)過(guò)程控制的類(lèi)型有很多，其中最為常用的是閉環(huán)控制與開(kāi)環(huán)控制。閉環(huán)控制以傳感器監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)量，并將所接收到的調(diào)節(jié)量傳送至A/D模塊，將模擬量進(jìn)行數(shù)字化與離散化的轉(zhuǎn)換；接著PLC程序會(huì)依要求進(jìn)行相應(yīng)處理，并將處理結(jié)果傳送至D/A模塊，通過(guò)執(zhí)行器最終傳達(dá)到被控對(duì)象上。關(guān)節(jié)角度和電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度是工業(yè)機(jī)器人控制的重點(diǎn)，其中關(guān)節(jié)角度即是一種模擬量，若系統(tǒng)電機(jī)為伺服電機(jī)，那么關(guān)節(jié)角度的控制應(yīng)采取閉環(huán)控制。開(kāi)環(huán)控制以傳感器監(jiān)測(cè)擾動(dòng)量，然后PLC程序會(huì)依擾動(dòng)量與調(diào)節(jié)量之間的關(guān)系產(chǎn)生控制量，通過(guò)摸出模塊和執(zhí)行器最終作用于被控制對(duì)象上。其目的在于讓干擾量與控制量同時(shí)作用于系統(tǒng)，以抵御干擾給系統(tǒng)帶來(lái)的不良影響。工業(yè)機(jī)器人通?？刹扇￠_(kāi)環(huán)控制方式，不過(guò)此時(shí)電機(jī)多數(shù)為步進(jìn)電機(jī)。（3）脈沖量控制。脈沖量是指工作對(duì)象的位置、速度、加速度等，脈沖量控制可使工作對(duì)象作直線運(yùn)動(dòng)或是角度變換運(yùn)動(dòng)，并且還可對(duì)多個(gè)對(duì)象進(jìn)行同時(shí)控制，而實(shí)現(xiàn)此功能的前提是協(xié)調(diào)各對(duì)象間的運(yùn)動(dòng)情況?；诖耍诶肞LC技術(shù)對(duì)脈沖量進(jìn)行控制時(shí)，可選擇閉環(huán)控制或是開(kāi)環(huán)控制兩種方式，從而對(duì)工業(yè)機(jī)器人實(shí)施閉環(huán)或開(kāi)環(huán)控制[3]。（4）信息控制。信息控制，即人們常說(shuō)的數(shù)據(jù)處理，包括采集、存儲(chǔ)、檢索、變換、傳輸、數(shù)表處理等操作。在工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用PLC技術(shù)，可對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行信息控制，將工業(yè)機(jī)器人的內(nèi)部與外部參數(shù)進(jìn)行采集、處理或是記錄，并將其顯示于數(shù)據(jù)顯示屏上，連接計(jì)算機(jī)，還可將其傳送至計(jì)算機(jī)上，再利用計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理。（5）遠(yuǎn)程控制。遠(yuǎn)程控制是指針對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程部分行為與效果進(jìn)行檢測(cè)與控制。基于PLC程序的PLC技術(shù)擁有多種類(lèi)型的通訊接口，其可與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)接，具良好的聯(lián)網(wǎng)與通訊能力，且其會(huì)伴隨網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展而不斷出現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)新模塊與結(jié)構(gòu)。所以，在工業(yè)機(jī)器人上利用PLC技術(shù)可取得良好的遠(yuǎn)程控制效果，有利提高工業(yè)生產(chǎn)的效率。

3結(jié)語(yǔ)

總而言之，與傳統(tǒng)的硬件系統(tǒng)接線線路進(jìn)行比較，PLC技術(shù)明顯更加便捷，能充分體現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人控制過(guò)程的柔性與拓展性。將PLC技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人當(dāng)中，可有效提高工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的安全性、可靠性與抗干擾性，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的機(jī)電一體化。相信在未來(lái)的發(fā)展當(dāng)中，PLC技術(shù)將在工業(yè)機(jī)器人有更好的應(yīng)用，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]陸雪影.基于PLC的工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2018(12):148-149.

[2]張艾良.PLC技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),2018(07):20-21.

[3]劉媛媛.工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的PLC控制技術(shù)研究與設(shè)計(jì)淺談[J].通信電源技術(shù),2016,33(04):162-163.

作者：朱玉坤 單位：南京理工大學(xué)紫金學(xué)院