PLC技術在工業機器人中的應用

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摘要：plc技術是一項具強控制能力、抗干擾性能與靈活性的工業控制技術。近些年業，伴隨PLC技術的不斷發展，再加上與網絡技術、機械技術等的有機結合，PLC技術逐步朝著多元素、多角度的方向發展，同時其應用范圍不斷拓寬。本文自PLC技術的優勢著手，探討了PLC技術在工業機器人當中的具體應用，為PLC技術在工業機器人當中的后續應用提供了若干參考。

關鍵詞：PLC技術；工業機器人；應用

0引言

伴隨我國經濟的進步，我國工業迅速發展，工業技術與工業工藝水平不斷提高，工業機器人開始大范圍地在工業生產當中推廣應用。工業機器人是一種模擬真人操作的機電一體化的自動化生產設備，基可進行自動控制，完成重復編輯完工工作，使得工業生產的生產效率得到了明顯提高。而伴隨PLC技術的引入，工業生產更是得到了進一步發展。

1PLC技術的優勢

（1）適應性強。PLC技術控制功能的發展主要依賴于存儲器的存儲功能，利用存儲器來實現對系統的控制。在使用的過程當中，若要改變控制功能，只須將系統的參數或是接線方式進行修改即可實現對控制系統的改變。另，PLC技術的種類較多，可選擇性較強，且可靈活進行組合，以滿足控制系統的不同要求。（2）可靠性高。在生產PLC的過程當中，為保證PLC的實用性，廠家為采取各種抗干擾對策，因此，在利用PLC技術的過程當中，PLC技術的可靠性可得到有效保證，這非常有利生產控制工作的順利開展。（3）編輯簡單。PLC的編輯較為簡單，操作也相對簡便，在使用時，利用微機即可實現對顯影系統的控制，而基于PLC所研發的PLC技術也具相同特征。在實際使用過程當中，只要能對計算機的硬件及軟件進行充分掌握，即可通過邏輯控制、計數、算術運算等手段實施操作，從而對運作系統進行數字化控制。

2PLC技術在工業機器人中的具體應用

（1）開關量控制。將PLC技術應用于開關量控制的目的在于根據現存與歷史開關量的輸入狀況從而決定系統所需的開關量輸出，讓系統能夠依指定順序開始工作[1]。而要實現此目的前提是編寫相應的程序，此程序的編寫可采取兩種方式：一種是邏輯處理方式，此方式是利用組合或是時序邏輯綜合的方法變換輸入與輸出；另一種是工程設計方式，此方式是利用具體的要求命令來控制輸出。工程設計方式對系統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實現的，此控制器即是基于PLC程序的順序輸出命令。為此，可將PLC技術應用于基于步進電機的工業機器人上。分散控制是利用分散信號來實現的，控制輸出就如發命令，命令的內容與發出的時間均由分散動作反饋信號的完成情況來決定。分散控制的最大特征在于可進行反饋，系統在未收到反饋信號的前提下是不會發出后續命令的，這樣就使得整個系統能安全運行。為此，PLC技術還可應用于利用伺服電機進行控制的工業機器人上。（2）模擬量控制。一般地，過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對模擬量進行處理，首先要將模擬量進行數字化與離散化轉換，并將其進行鎖存后再進行模擬輸出。因此，進行模擬量控制還需安裝A/D模塊，以實現模擬量的數字化與離散化；然后再利用D/A模塊將其進行鎖存并進行模擬輸出[2]。引入PLC技術對模擬量進行控制的目的在于依當前的模擬量輸出情況以產生系統運行所需的模擬量輸出，讓系統能夠依指定要求實施工作。現過程控制的類型有很多，其中最為常用的是閉環控制與開環控制。閉環控制以傳感器監測調節量，并將所接收到的調節量傳送至A/D模塊，將模擬量進行數字化與離散化的轉換；接著PLC程序會依要求進行相應處理，并將處理結果傳送至D/A模塊，通過執行器最終傳達到被控對象上。關節角度和電機的運動速度是工業機器人控制的重點，其中關節角度即是一種模擬量，若系統電機為伺服電機，那么關節角度的控制應采取閉環控制。開環控制以傳感器監測擾動量，然后PLC程序會依擾動量與調節量之間的關系產生控制量，通過摸出模塊和執行器最終作用于被控制對象上。其目的在于讓干擾量與控制量同時作用于系統，以抵御干擾給系統帶來的不良影響。工業機器人通常可采取開環控制方式，不過此時電機多數為步進電機。（3）脈沖量控制。脈沖量是指工作對象的位置、速度、加速度等，脈沖量控制可使工作對象作直線運動或是角度變換運動，并且還可對多個對象進行同時控制，而實現此功能的前提是協調各對象間的運動情況。基于此，在利用PLC技術對脈沖量進行控制時，可選擇閉環控制或是開環控制兩種方式，從而對工業機器人實施閉環或開環控制[3]。（4）信息控制。信息控制，即人們常說的數據處理，包括采集、存儲、檢索、變換、傳輸、數表處理等操作。在工業機器人中應用PLC技術，可對工業機器人進行信息控制，將工業機器人的內部與外部參數進行采集、處理或是記錄，并將其顯示于數據顯示屏上，連接計算機，還可將其傳送至計算機上，再利用計算機對數據進行進一步處理。（5）遠程控制。遠程控制是指針對系統的遠程部分行為與效果進行檢測與控制。基于PLC程序的PLC技術擁有多種類型的通訊接口，其可與網絡進行聯接，具良好的聯網與通訊能力，且其會伴隨網絡的發展而不斷出現聯網新模塊與結構。所以，在工業機器人上利用PLC技術可取得良好的遠程控制效果，有利提高工業生產的效率。

3結語

總而言之，與傳統的硬件系統接線線路進行比較，PLC技術明顯更加便捷，能充分體現工業機器人控制過程的柔性與拓展性。將PLC技術應用于工業機器人當中，可有效提高工業機器人控制系統的安全性、可靠性與抗干擾性，實現了工業機器人系統的機電一體化。相信在未來的發展當中，PLC技術將在工業機器人有更好的應用，推動工業生產的進步。

參考文獻：

[1]陸雪影.基于PLC的工業機器人控制系統關鍵技術研究[J].科技創新與應用,2018(12):148-149.

[2]張艾良.PLC技術在工業機器人控制系統中的應用分析[J].科技經濟市場,2018(07):20-21.

[3]劉媛媛.工業機器人系統的PLC控制技術研究與設計淺談[J].通信電源技術,2016,33(04):162-163.

作者：朱玉坤 單位：南京理工大學紫金學院