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PLC技术在工业机器人中的应用

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摘要:PLC技术是一项具强控制能力、抗干扰性能与灵活性的工业控制技术。近些年业,伴随PLC技术的不断发展,再加上与网络技术、机械技术等的有机结合,PLC技术逐步朝着多元素、多角度的方向发展,同时其应用范围不断拓宽。本文自PLC技术的优势着手,探讨了PLC技术在工业机器人当中的具体应用,为PLC技术在工业机器人当中的后续应用提供了若干参考。

关键词:PLC技术;工业机器人;应用

0引言

伴随我国经济的进步,我国工业迅速发展,工业技术与工业工艺水平不断提高,工业机器人开始大范围地在工业生产当中推广应用。工业机器人是一种模拟真人操作的机电一体化的自动化生产设备,基可进行自动控制,完成重复编辑完工工作,使得工业生产的生产效率得到了明显提高。而伴随PLC技术的引入,工业生产更是得到了进一步发展。

1PLC技术的优势

(1)适应性强。PLC技术控制功能的发展主要依赖于存储器的存储功能,利用存储器来实现对系统的控制。在使用的过程当中,若要改变控制功能,只须将系统的参数或是接线方式进行修改即可实现对控制系统的改变。另,PLC技术的种类较多,可选择性较强,且可灵活进行组合,以满足控制系统的不同要求。(2)可靠性高。在生产PLC的过程当中,为保证PLC的实用性,厂家为采取各种抗干扰对策,因此,在利用PLC技术的过程当中,PLC技术的可靠性可得到有效保证,这非常有利生产控制工作的顺利开展。(3)编辑简单。PLC的编辑较为简单,操作也相对简便,在使用时,利用微机即可实现对显影系统的控制,而基于PLC所研发的PLC技术也具相同特征。在实际使用过程当中,只要能对计算机的硬件及软件进行充分掌握,即可通过逻辑控制、计数、算术运算等手段实施操作,从而对运作系统进行数字化控制。

2PLC技术在工业机器人中的具体应用

(1)开关量控制。将PLC技术应用于开关量控制的目的在于根据现存与历史开关量的输入状况从而决定系统所需的开关量输出,让系统能够依指定顺序开始工作[1]。而要实现此目的前提是编写相应的程序,此程序的编写可采取两种方式:一种是逻辑处理方式,此方式是利用组合或是时序逻辑综合的方法变换输入与输出;另一种是工程设计方式,此方式是利用具体的要求命令来控制输出。工程设计方式对系统的控制可采取以下三种方式:一种是分散控制,另一种是集中控制,还有一种是混合控制。其中集中控制是利用集中控制器来实现的,此控制器即是基于PLC程序的顺序输出命令。为此,可将PLC技术应用于基于步进电机的工业机器人上。分散控制是利用分散信号来实现的,控制输出就如发命令,命令的内容与发出的时间均由分散动作反馈信号的完成情况来决定。分散控制的最大特征在于可进行反馈,系统在未收到反馈信号的前提下是不会发出后续命令的,这样就使得整个系统能安全运行。为此,PLC技术还可应用于利用伺服电机进行控制的工业机器人上。(2)模拟量控制。一般地,过程控制都需要利用到模拟量,包括电流、电压、压力、温度等。若要利用PLC对模拟量进行处理,首先要将模拟量进行数字化与离散化转换,并将其进行锁存后再进行模拟输出。因此,进行模拟量控制还需安装A/D模块,以实现模拟量的数字化与离散化;然后再利用D/A模块将其进行锁存并进行模拟输出[2]。引入PLC技术对模拟量进行控制的目的在于依当前的模拟量输出情况以产生系统运行所需的模拟量输出,让系统能够依指定要求实施工作。现过程控制的类型有很多,其中最为常用的是闭环控制与开环控制。闭环控制以传感器监测调节量,并将所接收到的调节量传送至A/D模块,将模拟量进行数字化与离散化的转换;接着PLC程序会依要求进行相应处理,并将处理结果传送至D/A模块,通过执行器最终传达到被控对象上。关节角度和电机的运动速度是工业机器人控制的重点,其中关节角度即是一种模拟量,若系统电机为伺服电机,那么关节角度的控制应采取闭环控制。开环控制以传感器监测扰动量,然后PLC程序会依扰动量与调节量之间的关系产生控制量,通过摸出模块和执行器最终作用于被控制对象上。其目的在于让干扰量与控制量同时作用于系统,以抵御干扰给系统带来的不良影响。工业机器人通常可采取开环控制方式,不过此时电机多数为步进电机。(3)脉冲量控制。脉冲量是指工作对象的位置、速度、加速度等,脉冲量控制可使工作对象作直线运动或是角度变换运动,并且还可对多个对象进行同时控制,而实现此功能的前提是协调各对象间的运动情况。基于此,在利用PLC技术对脉冲量进行控制时,可选择闭环控制或是开环控制两种方式,从而对工业机器人实施闭环或开环控制[3]。(4)信息控制。信息控制,即人们常说的数据处理,包括采集、存储、检索、变换、传输、数表处理等操作。在工业机器人中应用PLC技术,可对工业机器人进行信息控制,将工业机器人的内部与外部参数进行采集、处理或是记录,并将其显示于数据显示屏上,连接计算机,还可将其传送至计算机上,再利用计算机对数据进行进一步处理。(5)远程控制。远程控制是指针对系统的远程部分行为与效果进行检测与控制。基于PLC程序的PLC技术拥有多种类型的通讯接口,其可与网络进行联接,具良好的联网与通讯能力,且其会伴随网络的发展而不断出现联网新模块与结构。所以,在工业机器人上利用PLC技术可取得良好的远程控制效果,有利提高工业生产的效率。

3结语

总而言之,与传统的硬件系统接线线路进行比较,PLC技术明显更加便捷,能充分体现工业机器人控制过程的柔性与拓展性。将PLC技术应用于工业机器人当中,可有效提高工业机器人控制系统的安全性、可靠性与抗干扰性,实现了工业机器人系统的机电一体化。相信在未来的发展当中,PLC技术将在工业机器人有更好的应用,推动工业生产的进步。

参考文献:

[1]陆雪影.基于PLC的工业机器人控制系统关键技术研究[J].科技创新与应用,2018(12):148-149.

[2]张艾良.PLC技术在工业机器人控制系统中的应用分析[J].科技经济市场,2018(07):20-21.

[3]刘媛媛.工业机器人系统的PLC控制技术研究与设计浅谈[J].通信电源技术,2016,33(04):162-163.

作者:朱玉坤 单位:南京理工大学紫金学院

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