PLC技術在數控機床電氣控制系統中的應用研究

王得宏

（武威職業學院，甘肅 武威 733000）

可編程控制器簡稱為PLC，該技術是伴隨工業的快速發展而逐漸發展起來的，經過幾十年的快速發展形成了一套先進的控制電氣、運算、技術等的技術，實現了數據處理、運算、調節模擬量、聯網通信等功能，推動了現代化、信息化、自動化機械加工及機床控制領域的發展，在工業領域具有重要的影響作用[1]。眾所周知，隨著社會社會技術的發展，傳統的手工業及勞動力無法滿足社會發展的基本需求，機械設備逐漸代替傳統的勞動力。但是，隨著自動化技術的日益成熟，現代化機械技術與傳統的機械技術相比，顯著的提升了社會經濟效益。其中，PLC技術在數控機床電氣控制系統中的應用更為頻繁，基于此，本文以此為研究對象，簡要的介紹了PLC技術在數控機床電氣控制系統中的應用研究，為促進我國數控機床中電氣控制系統的發展提供一定的幫助。

1 PLC技術的基本概況

PLC是可編程控制器的簡稱，其本質是可編程存儲器，主要借助存儲器實現邏輯運算、定時、順序控制、計算操作等功能，以數字的方式實現對機械自動化控制。PLC主要針對于工業控制計算機，與其他用途計算機功能基本一致，由輸入輸出模塊、電源模塊、CPU模塊、存儲器模塊和功能模塊等幾大功能構成[2]。與其他計算機相比而言，PLC技術的編程更為簡單，適應性更強，操作更為便捷。

PLC技術具有更為簡單的編程特征，使得使用者更易接受并使用，以梯形圖、邏輯圖為主，對計算機編程知識的要求較低。因此，PLC技術的開發成本較低，且更利于使用現場的調試工作。在使用者的工作目的發生改變需求對程序指令進行修改時，并不需要將設備硬件設備拆除進行相應的修改工作，而是可以借助在線修改程序進行，有效的提高了更換工作程序指令的效率。此外，PLC技術可以與互聯網技術相結合，實現分散控制，集中管理的目的，有效的提高了該技術的實用性和可靠性，并具有較強的抗干擾能力，使得工作性能更為穩定。基于上述性能，PLC技術廣泛的應用各種較為精密儀器的控制系統中，并取得了顯著的成效。PLC技術在數控機床電氣控制系統中的應用，顯著的提升了數控機床的控制性能，提高了加工儀器的精密度，滿足了社會的基本需求，為推動機床向智能化發展奠定了基礎。因此，研究PLC技術在數控機床電氣控制系統中的應用具有重要的現實意義。

2 PLC技術在數控機床電氣控制系統中的應用

2.1 PLC技術在數控機床中應用形式

PLC技術是一項現代化的可編程控制技術，在工業機床電氣控制方面有著較為成熟的應用市場，推動了我國數控機床的發展。就目前為止，常見的PLC技術通過獨立式和內裝式兩種方式應用于數控機床的電氣控制系統中，其中獨立式的PLC技術的應用空間較為廣泛，這是由于獨立式的PLC技術能夠使得用戶獲得更加有效的功能需求，并根據需求功能選擇最佳的PLC技術產品，可以有效的實現數控機床電氣系統的優化控制；內裝式的PLC技術是集成式的PLC技術[1]，該技術融合了NC技術，有效的實現了PLC技術與NC技術之間的信號傳遞，可以促進以內部總線為基礎的信息交換速度，對拓寬信息渠道有明顯的提升。此外，PLC技術與NC技術既可以獨立使用，也可以通過共用CPU使用，有助于提升控制系統的穩定性。由于PLC技術與NC技術可以相互結合，實現某些高級功能，且因二者具有較高的穩定性能，因此內裝式PLC技術具有更為廣闊的應用前景，國內大多數的較高檔次的數控機床電氣控制系統采用了該技術。

2.2 PLC技術在數控機床信息交換中的應用

數字控制技術技術最本質的目的在于通過數字化、現代化的信息交換技術達到操作過程中精微控制的目的。因此，PLC技術在數控機床電氣控制系統方面的應用就要借助于該技術的信息交換功能，借助該技術的信息交換功能就可以實現數控機床、數控工作系統和PLC技術之間的信息交換，達到最終控制數控機床中電氣設備的目的[3]。此外，在信息交換過程中不僅僅局限于某兩個、多個部分之間的信息交換，而是能夠實現數控工作系統與數控機床之間的全面的信息交換。為了保證各種信息交換的徹底性和穩定性，數控機床中不同的模塊之間采用不同的接口，可以有效的提高數據信息交換的有效性，并實現了信息從數控機床I/O端子板到最終可編程的控制目的，并且其接口的傳達方式可以由使用者根據自身需求進行自定義設定，有效的提高了數字機床中電氣控制系統的實用性。

2.3 PLC技術在數控機床電氣控制系統中的工作流程

PLC技術在數控機床電氣控制系統中應用是當前階段推進數控機床自動化、現代化、智能化發展的必經歷程，有效的提高了數控機床電氣控制系統的精確度，使得加工生產出來的產品精度更高，可以滿足社會市場對精密儀器的需求，因此具有廣闊的應用前景[4]。PLC技術在數控機床電氣控制系統中的工作流程可按照具體的工作順序及工作目的等分為三個階段。

具體的工作流程可以表述為：①PLC技術輸入處理階段，該階段主要借助PLC技術實現數字機床中各種輸入電路的實際工作情況，并在此過程獲取各類電路實際工作情況過程中產生的相關數據，為了提高獲取數據信息的準確性，在該步驟中一般將外部輸入電路處于接通狀態，借助接口電路達到輸入的目的后可以執行下一步工作流程；②PLC技術執行階段，PLC技術的實質是可編程的控制器，因此，在PLC技術執行階段需要相應的程序指令進行相關的操作步驟，并根據具體的執行狀況獲得相應的數據信息，可以實現嚴格的按照相關事先設定的程序指令進行操作，也意味著PLC技術在數控機床中電氣控制系統中的使用是借助于不同類型的若干程序指令實現的。因此，為了使得程序指令順序不出錯，一般采用存儲器指令對不同的程序和指令進行排序，這種排序的目的是防止指令操作過程中出現跳轉，使得電氣控制系統的穩定性下降，即在指令執行過程中，若沒有其他跳轉指令的干預，則指令執行狀況從第一條指令按照事先設定好的順序逐條執行，一直到使用者所設定的指令完成之后才能輸出處理；③PLC技術輸出階段，該階段是在完成上述兩個操作步驟的基礎上進行的，此時PLC技術的寄存器已經處于接受輸出電路的狀態[1]。在PLC技術輸出階段，使用者可以根據自身工作需求設定一定的輸出方式，在完成相應的操作程序指令之后，將輸出結果輸出至鎖存器進而轉存，并借助特定的輸出方式實現外部負載的目的。

2.4 PLC技術在數控機床中的控制功能

前文已述及，PLC技術在數控機床中控制功能的實現是通過程序指令實現的，即在相應的程序流程中植入相應目的的控制程序，即控制信號的植入過程。在該過程中，為了提高控制精度，需要精確的分析與數控機床相關的各類數據與信息，在將PLC開關信號植入到可編程控制程序中，實現對數控機床控制的目的。目前，該技術可以實現有效的控制數控機床的床側，尤其是在信號傳達方面的控制技術，可以有效的開展讀取工作與分析工作數據。此外，PLC技術可以實現面板的控制，該技術精確的控制面板可以有效的為CNC提供保障；PLC技術實現了信號傳達控制的目的，在信號傳達過程中穩定的控制技術是防止信號傳達出現錯誤、遺漏等的有效措施；PLC技術有助于推進報警系統的發展，在數控機床電氣控制系統運行過程中，若數控機床的某個環節出現異常，此時PLC技術可獲取異常數據信息，反饋至相應的分析處理中心進行識別，判斷出出現異常的情況，并以警報的形式提示[5]；PLC技術有助于推動轉換控制優化的進程，在數控機床工作中，不同操作步驟之間的有效轉換是提高數控機床現代化、智能化發展的有效措施，在一些數控機床中加工中心煮粥可以實現立轉換或臥轉換，而PLC技術可以使得該類轉換過程更為優化，有效的提高了數控機床的控制性能。

3 結語

綜上所述，PLC技術是推動數控機床向自動化、智能化發展的必經歷程，也是數控機床中的最核心的設備，是提高數控機床加工精度的措施之一。近年來，隨著我國工業科學技術的革新以及計算機技術的迅猛發展，PLC技術在數控機床中的應用已經實現，有效的提高了數控機床的工作性能。雖然說，現階段PLC技術在數控機床中的應用比較成熟，但是仍然存在較大的發展空間，如如何增強PLC技術對數控機床中電氣控制系統的工作效率等仍存在較大的探索空間。基于此，本文以PLC技術在數控機床電氣控制系統中的應用為研究對象，從4個方面總結了PLC技術在數控機床電氣控制系統中的應用，為推動數控機床向自動化、智能化發展奠定基礎。