淺談PLC在數(shù)控機床控制系統(tǒng)中的應用

毛丹洪

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.14.048

摘 要：數(shù)控機床控制系統(tǒng)是機械加工制造行業(yè)發(fā)展的保障，建立數(shù)控機床控制系統(tǒng)可以控制機床實現(xiàn)多軸聯(lián)動加工，滿足機械加工生產(chǎn)的需要，提高加工效率。而數(shù)控機床控制系統(tǒng)性能的優(yōu)劣決定了數(shù)控機床加工效率、形成精度和運行的穩(wěn)定性。而PLC作為一種可編程的器件，PLC的出現(xiàn)有效地提高數(shù)控機床控制系統(tǒng)的操作技術水準，同時提高了數(shù)控機床的可靠性和靈活性。該文就PLC在數(shù)控機床控制系統(tǒng)中的應用進行了相關分析。

關鍵詞：PLC 數(shù)控機床控制系統(tǒng) 應用

中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）05（b）-0048-02

在科技時代里，很顯然，那種傳統(tǒng)的人工勞動力已經(jīng)難以滿足社會發(fā)展的需要，而機械設備也逐漸取代了人力勞動，促進經(jīng)濟效益的增長。數(shù)控機床作為一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床，數(shù)控機床的出現(xiàn)為機械制造行業(yè)的發(fā)展帶來了動力。作為一種機械設備，不可避免的問題就是性能問題，在數(shù)控機床運行過程中，一旦機床出現(xiàn)故障，就會影響到整個系統(tǒng)的運作，給加工企業(yè)帶來損失。伴隨著機械加工行業(yè)的發(fā)展，對數(shù)控機床性能要求也越來越高，為了滿足機械制造加工發(fā)展的需求，就必須保證數(shù)控機床裝置的可靠性、穩(wěn)定性。PLC作為一項熱門技術，在相關配置和技術含量上都達到了較高的標準，可以對機械電氣控制裝置實現(xiàn)實時保護，有利于企業(yè)生產(chǎn)和加工的有序進行，這對整個機械電氣控制行業(yè)的發(fā)展起到了一定的促進作用。

1 PLC的介紹

PLC（可編程控制器件），它采用了一類可編程的存儲器，通過存儲器來執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計算與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字來實現(xiàn)各類機械的自動化控制。PLC實質(zhì)上是一種專用于工業(yè)控制的計算機，與微型計算機有著一樣的機構，由電源、CPU、存儲器、輸入輸出、功能模塊組成。PLC的變成語言簡明，無需計算機知識，使用起來方便，編程也簡單。再者PLC硬件配套齊全，適應性全，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。另外，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下輸入和輸出有關的少量硬件元件，可靠性高。同時，PLC利用了大量的集成電路技術，以微處理器為核心，抵抗各種干擾，抗干擾能力強[1-2]。

2 PLC在數(shù)控機床控制系統(tǒng)中應用的意義

數(shù)控機床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床，在當代工業(yè)加工中，數(shù)控機床有著重大作用。數(shù)控機床作為一種設備產(chǎn)品，它的出現(xiàn)有效地提高了加工生產(chǎn)效率，為加工企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。而數(shù)控機床控制系統(tǒng)則是數(shù)控機床穩(wěn)定、高速運行的保障，數(shù)控機床控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，用代碼的形式輸入到數(shù)控裝置中，以此來控制機床的動作，按照控制系統(tǒng)給出的命令來完成相應的動作。然而隨著機械制造加工規(guī)模的擴大，數(shù)控機床控制系統(tǒng)在運行過程中受多種因素的影響，會出現(xiàn)性能不穩(wěn)定的現(xiàn)象，一旦數(shù)控機床控制系統(tǒng)性能不穩(wěn)定，勢必就會影響到數(shù)控機床運行效率，嚴重的還會造成安全事故，造成人員的傷亡以及財產(chǎn)的損失。在這樣的環(huán)境下，數(shù)控機床控制系統(tǒng)的性能問題也引起了高度的關注。可以說，數(shù)控機床控制系統(tǒng)性能的高低直接影響到了數(shù)控機床的運作效率。故此，必須重視數(shù)控機床控制系統(tǒng)的研究。PLC是一種可編程控制器件，是以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，在機械制造加工行業(yè)中有著不可替代的作用。PLC是在傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術上的一種創(chuàng)新，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械接觸點的接線復雜、靈活性差、可靠性低的缺點，通過微處理器有效地提高了機械數(shù)控裝置的自動化控制水平。同時，PLC抗干擾性強、自我檢測能力強，在數(shù)控機床控制系統(tǒng)中應用PLC可以有效地提高機械數(shù)控裝置的性能，提高控制系統(tǒng)的自動化控制水平，提高數(shù)控機床運行效率，保證數(shù)控機床的安全、高效運行[3]。

3 PLC在數(shù)控機床控制系統(tǒng)中的應用

3.1 PLC與數(shù)控系統(tǒng)以及數(shù)控機床間的信息交換

對于數(shù)控機床控制系統(tǒng)而言，信息流通的是否順暢、能夠實現(xiàn)信息的共享和交換是數(shù)控機床控制系統(tǒng)運行的關鍵，一旦信息得不到傳遞和交換，勢必就會影響到整個系統(tǒng)的運作。在數(shù)控機床控制系統(tǒng)中，要想更好地應用PLC，就必須注重信息之間的傳遞和交換的應用。在數(shù)控機床控制系統(tǒng)應用PLC的過程中，信息的產(chǎn)生、傳遞、交換主要體現(xiàn)在PLC、數(shù)控機床以及數(shù)控機床控制系統(tǒng)3個單位。為了實現(xiàn)信息的更好傳遞和交換，需要采用底層PLC控制結合上位機監(jiān)控的組合模式，合理而有效地設置在數(shù)控機床控制系統(tǒng)。分別在集控系統(tǒng)的3個控制室中裝置PLC主機，確保PLC與數(shù)控機床以及數(shù)控機床控制系統(tǒng)之間相連，將機床外側的I/O單元接口連接PLC的輸入接口，PLC編程者可以通過數(shù)控機床傳過來的信息自由定義，進行修改，然后傳遞到機床。在將PLC的輸出接口接入到機床接口時，由PLC通過輸出的接口向機床傳遞出的信息的內(nèi)容和地址等也可以進行自行定義。接著是由CNC到PLC。在整個信息交流和交換的過程中，所有PLC送至CNC的信號地址與含義由CNC廠家確定，PLC編程者只可使用，不可改變和增刪[4]。

3.2 數(shù)控機床功能模塊的控制

首先，利用PLC對機床操作面板的控制。對于數(shù)控機床這種自動化設備而言，它的操作面板分為系統(tǒng)操作面板和機床操作面板。在數(shù)控機床控制系統(tǒng)中，利用PLC，通過編程，對數(shù)控機床操作面板進行控制，系統(tǒng)操作面板以及機床操作面板直接由PLC來進行總控制，從而減少信號的流失，避免信號流失給控制系統(tǒng)帶來影響；其次，信號的控制，在整個數(shù)控機床控制系統(tǒng)中，所有操作指令都是以信號的形式來下達，在PLC控制中，對信號的控制主要體現(xiàn)在輸出和輸入信號的控制。在信號輸入時，信號要經(jīng)過PLC進行邏輯運算，輸入的信號種類是多樣化的，其中很多是用來檢測機床運行的信號。在信號得到處理之后就是由PLC進行輸出，這些輸出的信號經(jīng)外圍控制電路中的繼電器、接觸器、電磁閥等輸出給控制對象。同時，通過PLC指令翻譯，將信息傳導出去，數(shù)控機床在得到信號指令后，按照質(zhì)量要求進行工作，從而實現(xiàn)在功能上的控制[5]。

4 結語

隨著我國現(xiàn)代社會經(jīng)濟的發(fā)展，對機械加工作業(yè)要求越來越高。數(shù)控機床作為一種先進的設備，它的出現(xiàn)給機械制造加工行業(yè)的發(fā)展帶來了動力。為了更好地提高數(shù)控機床加工效率，就必須對數(shù)控機床加工過程進行有效控制。而PLC作為一種可編程控制器件，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械接觸點的接線復雜、靈活性差、可靠性低的缺點，數(shù)控機床控制系統(tǒng)中能夠實現(xiàn)數(shù)控機床控制自動化，提高數(shù)控機床作業(yè)效率，為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1] 蒲志新，谷艷豐，康文龍.PLC在數(shù)控機床控制系統(tǒng)中的應用[J].機床與液壓，2004（12）：158-159.

[2] 劉希璐，劉鵬.PLC在數(shù)控機床控制系統(tǒng)中的應用[J].裝備制造技術，2013（8）：149-150，160.

[3] 成軍.淺析西門子S7系列PLC在數(shù)控機床控制方面的應用研究[J].科技風，2013（24）：78.

[4] 王玲.基于PLC的數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)研究[J].新技術新工藝，2013（12）：125-127.

[5] 聶晶晶，熊曉松.利用PLC實現(xiàn)圓環(huán)鏈輪鏈窩加工專用數(shù)控機床控制系統(tǒng)改造[J].工業(yè)控制計算機，2012（5）：116-117.