PLC在機床電氣控制中的應用

杜云飛

【摘 ? ?要】機床是一種典型的機械、液壓、電氣一體化協同控制的通用加工機床。其液壓、電氣配合時間的控制部分，且故障率高、故障現象多變，不易排除。PLC屬于在電順序的控制基礎上完善和發展起來，它主要是依靠微處理器為核心，從而實現自動控制的一種裝置。

【關鍵詞】PLC ?組合機床 ?電氣控制

中圖分類號：G4 ? ?文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2015.06.065

PLC在機床電氣控制中應用，已完全取代了傳統的機床電氣控制中以繼電囂、接觸器為主體的控制裝備。充分利用PLC的可靠性和時間控制的精確性對其進行改造，可以獲得理想的效果。當前所使用的PLC已經完全具有擴展性好、組態靈活、控制可靠、功能強、體積小、速度快、維修便捷等優點，在世界各國的機床電氣控用也日趨穩定和完善。PLC的合理運用，滿足了企業新生產工藝的要求，有效的保證企業的經濟效益和社會效益，為當前各生產企業走可持續發展道路奠定了良好的基礎。本文從PLC與其他控制裝置的比較出發，分析了組合機床的構成，對PLC在機床電器控制中的應用進行了闡述。

一、PLC與其他控制裝置的比較

（一）PLC與其他計算機控制裝置的比較

1.個人計算機。有很強的數據處理能力和圖形顯示功能，有豐富的軟件支持，但是對環境的要求很高、抗干擾能力不強、一般不適合在工業現場使用。2.單片機。只是一片集成電路，不能直接將它與外部I/O信號相連;需要附加一些配套的集成電路和I/O接口電路，硬件設計、軟件設計工作量相當大，要求設計者具有較強的計算機領域的理論知識和實踐經驗。3.工業控制計算機。目前比較流行的是PC總線工控機，與個人計算機兼容。工控機是在通用微機的基礎上發展起來的，有實時操作系統的支持，在要求快速、實時性強、功能復雜的領域中占有優勢。工控機價格較高。

（二）PLC與繼電器控制系統的比較

1.工作原理。兩者均可用于開關量邏輯控制，PLC的控制功能主要由軟件實現;繼電器控制系統的控制功能是用硬件繼電器實現的。2.功能。繼電器控制系統功能有限;PLC具有順序控制、定時、計數、運動控制、數據處理、閉環控制和通信聯網等功能。3.特點。繼電器接線多而復雜，體積大、功率消耗大，系統可靠性差。PLC的可靠性好;抗干擾能力強;通用性強，使用方便;采用模塊化結構，使系統組合靈活方便;編程語言簡單、易學，便于掌握;系統設計周期短，對生產工藝改變適應性強，安裝簡單，調試方便、維護工作量小。4.響應速度。PLC的響應速度一般比繼電器系統快得多。5.設計與調試。設計復雜控制系統的梯形圖要比設計相同功能的繼電器電路圖花費的時間少得多;繼電器系統要在硬件安裝、接線完全完成后才能進行調試，發現問題后修改電路花的時間也很多;PLC控制系統的開關柜制作、現場施工和梯形圖設計可以同時進行，梯形圖可以在實驗室模擬調試，發現問題后修改非常方便。

二、組合機床構成

組合機床是根據工件加工需要，以大量系列化、標準化的通用部件為基礎，配以少量專用部件，對一種或數種工件按預先確定的工序進行加工的靈活高效的專用機床。結構簡單、生產率和自動化程度較高，具有一定的重新調整能力，適宜在大批、大量生產中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進行加工。組合機床一般是半自動的，可以對工件進行多面、多主軸加工，一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經標準化和系列化，可根據需要靈活配置，能縮短設計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優點，在大批、大量生產中得到廣泛應用，并可用以組成自動生產線。常見的組合機床可用電動機和液壓驅動標準的通用部件，由于各標準通用部件的控制電路是獨立完整的，所以當多個動力部件組合構成一臺組合機床時，該機床的控制電路可由各動力部件的控制電路通過一定的連接電路組合構成。多動部件構成的組合機床，其控制通常有三方面的工作要求：第一方面是動力部件的點動及復位控制;第二方面是動力部件的單機自動循環控制（也稱半自動循環控制）;第三方面是整批全自動工作循環控制。

三、PLC安裝原理

1.設立一個獨立的開關，并加裝熔斷器作短路保護。對PLC供電系統采用隔離變壓器。2.要對PLC及其相關設備進行接地處理。將PLC及其相關設備所有接地點連在一起并與系統接地點相接，將系統中所有直流電源的公共點連接到同一個單一接點上，為減小接地電阻，所有接地線應盡量短并用2平方毫米以上的接地線。3.將動力線、控制線以及PLC的電源線和輸入/輸出線分別配線，隔離變壓器與PLC和輸入/輸出線之間采用帶屏蔽的雙絞線電纜連接，并將電纜屏蔽層可靠接地。將PLC的輸入/輸出線和大功率線分開走線，且輸入/輸出線不用同一根電纜并分開走線，交流輸出線和直泫輸出線同樣不用同一根電纜，并盡可能遠離動力線和高壓線。

四、PLC在機床電器控制中的應用與傳統PLC的性能分析

在傳統繼電器控制機床的改造過程中，通過利用PLC作為核心控制元件，用變頻器和伺服控制來達到控制的智能化，是我國當前諸多企業進行設備技術改造的有效途徑，采用PLC控制有著許多的優點和優勢，模塊化結構在應用中容易控制，易于擴充，軟件編程輸入容易，開發升級和維護方便，集成軟件環境為日后的網絡控制奠定了良好的應用基礎。

五、結語

PLC發展到今天，已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品，可以用于各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制等各種工業控制中，加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。總而言之，利用PLC改造傳統的繼電器控制系統可以很好的發揮PLC高可靠性、壽命長、壽命長等特點，通過改善原系統的啟動性能，有利于更好地節約能源，提高工作效率，為企業帶來良好的經濟效益和社會效益。隨著PLC的不斷發展，機床電氣控制技術的進一步提高，利用PLC對機床電氣進行有效控制無疑是今后的發展方向。

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