机电自动控制技术的应用研究

　　摘要本文首先分析了机电自动控制技术的运作原理和基本要求，其次以可编程序控制器为例，根据其特点和控制系统地设计，研究机电自动控制技术的具体应用。
　　【关键词】自动控制 机电 技术应用
　　为了更好的提高机电自动控制技术在应用中的稳定性、精确性、速度性和增加其应用范围，就必须充分的对其所涵盖的各项技术进行详细研究，通过解决其涵盖技术的瓶颈使得机电自动控制技术在应用中更加成熟稳定。
　　1 机电自动控制技术概述
　　1.1 机电自动控制技术运行原理
　　机电自动控制技术是一项系统技术，在工作中反馈控制系统需要依据自身收集的信息做出相应的识别分析，通过调整输入量和输出量出现的偏差，向自动控制系统的控制装置发出相应的反馈信息，从而使得自动控制装置发出正确指令，让被控制对象能够有效精准的进行。而反馈控制系统的工作是通过在给定元件给出输入量的情况下，在对测量元件进行监控的时，监控实际测出输入量，利用比较元件对实际测出的输入量和给定元件给出的输入量进行比较，比较出相应的偏差值，然后通过校正元件对被控对象的实际输入量进行调整，从而达到有效控制被控对象的目的[1]。
　　1.2 机电自动控制系统的基本要求
　　(1)稳定性。一个控制系统能交付使用的首要条件是：系统必须是稳定的。这是对控制系统的一个基本要求。
　　(2)快速性。在实际的控制系统中，不仅要求系统稳定，而且要求被控量能迅速地按照输入信号所规定的形式变化，即要求系统具有一定的响应速度。
　　(3)精确性。除了要求控制系统稳定性好、快速性高以外；还要求控制系统的控制精度高。
　　2 可编程控制器的研究
　　2.1 PLC概述
　　PLC的主体设计思想是：把计算机的功能完善、通用、灵活等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置。这种通用控制装置把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向对象的语言编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。
　　2.2 PLC控制系统设计的基本思路
　　（1）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求，如控制的基本方式，需要完成的动作(动作顺序、动作条件、必需的保护和连锁等)、操作方式(手动、自动、连续、单周期和单步等)。
　　（2）根据被控对象对PLC控制系统的功能要求和所需要的输入、输出信号的点数等，选择合适类型的PLC。
　　（3）根据控制要求所需的用户输入、输出设备，确定PLC的I／0点数，并设计I／0端子的接线图。
　　（4）对较复杂的控制系统，根据生产工艺要求，画出工作循环图表，如有必要再画出详细的状态流程图表，它能清楚地表明动作的顺序和条件。
　　（5）根据工作循环图表或动态流程图表设计出梯形图。如果被控对象已经有了继电器控制线路图，可将它变换为梯形图。设计梯形图，这是程序设计的关键一步，也是比较困难的部分。要设计好梯形图，首先应熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。
　　（6）根据梯形图编制程序指令。
　　（7）用PLC的编程器将指令键入PLC的用户程序存储器，并检查键入的指令是否正确。
　　（8）调试程序。如果控制系统是由几个部分组成，应先做局部调试，然后再进行整体调试；若控制程序的步序较多，先进行分段调试，后连接起来总调。
　　（9）在进行PLC程序设计时，同时可进行控制台(柜)的设计和现场施工。待上述工作完成后，就可进行联机调试，直至满足要求。
　　（10）编制技术文件。
　　2.3 实际运用分析
　　图1所示是一个供料控制系统。运料小车负责向4个料仓送料，送料路上从左向右共有4个料仓(1号仓～4号仓)位置开关，其信号分别由PLC的输入端I0.0、IO.1、IO.2、IO.3检测，当信号状态为1时，说明运料小车到达该位置，否则说明小车没有在这个位置。小车行走受两个信号的驱动，QO.0驱动小车左行，Q0.1驱动小车右行。料仓要料信号由4个手动按钮发出，从左到右(1号仓～4号仓)分别为I0.4、I0.5、IO.6、IO.7。试设计一个驱动小车自动运料的控制程序。
　　为了设计运料小车的控制程序，首先要对小车的驱动条件进行分析。这里要抓住3点：其一是要料料仓的位置(由MO.0～MO.3决定)；其二是运料小车当前所处的位置(由I0.0～I0.3决定)；其三是运料小车的右行、左行、停止控制(由QO.0和QO.1决定)。
　　（1）小车运行条件。
　　运料小车右行条件：小车在1、2、3号仓位，4号仓要料；小车在1、2号仓位，3号仓要料；小车在1号仓位，2号仓要料为小车右行条件。
　　运料小车左行条件：小车在4、3、2号仓位，1号仓要料；小车在4、3号仓位，2号仓要料；小车在4号仓位，3号仓要料为小车左行条件。
　　运料小车停止条件：要料仓位与小车的车位相同时，应该是小车的停止条件。
　　运料小车的互锁条件：小车右行时不允许左行启动，同样小车左行时也不允许右行启动。
　　（2）编制控制程序。
　　料仓要料状态的编程：要料信号取决于IO.4到I0.7，这些信号都是手动按钮产生的。实际中可能会出现多个按钮同时要料的情况，为了能确定把要料权交哪个料仓，必须要确定排队规则。本设计中采取要料时刻不相同时，先要料者优先。要料时刻相同时，料仓号小者优先的规则。程序中使用M继电器来代表料仓要料状态。其中MO.0，…，MO.3分别代表1号料仓，…，4号料仓的要料状态。如图2所示供料控制程序的梯形图中的头4个支路就用上述规则送料的编程。
　　小车停止状态的编程：梯形图中第5条支路是小车到位停止的编程。有小车停止以后，要清除料仓要料状态信号。
　　小车右行的编程：梯形图中第5条支路是小车右行的编程。
　　小车左行的编程：梯形图中第5条支路是小车左行的编程。
　　3 结语
　　以上是一个PLC控制系统设计的大体思路和设计分析，在实际工程中需要根据控制系统的规模、控制要求的繁简、控制程序步序的多少，上述的步序有的可被省略。同时还需要对自动控制理论进行不断的实践修正，使得自动控制技术更加适合实际操作。
　　
　　参考文献
　　[1]张锡忠.浅析机电自动控制技术的应用[J].机电信息，2012，03:94-95.
　　[2]尹刚.浅析工程机电自动控制技术的应用[J].科技与企业，2012，21:284.
　　
　　作者单位
　　江苏铁电交通科技集团有限公司江苏省南京市210011