PLC技術在數控機床電氣控制系統中的應用

候永愛 劉利銳

（1.內蒙古一機集團宏遠電器股份有限公司 內蒙古自治區包頭市 014032）

（2.內蒙古第一機械集團股份有限公司科研所 內蒙古自治區包頭市 014032）

PLC技術的應用優勢，改善了數控機床運行的電氣控制系統（以下簡稱為數控電氣）的運行能力，具體表現在三個方面：

（1）可編程控制器在互聯網應用平臺中，完成了信息傳輸與反饋、自主分析處理等流程，提升數控電氣的智能控制能力；

（2）增強了控制系統運行的穩定能力，減少運維管理的人力與財力投入；

（3）PLC 技術具有較強穩定性，自編程完成檢測功能，有效提升數控電氣的安全性。

1 PLC技術概述

1.1 技術理論

PLC 技術依據數控電氣運行時實際存在問題，設計成自動化控制應用體系，以此解決工業生產運行時存在的各類問題，順應工業環境的發展需求。其設計時應用的語言更具高級性，使用方式更為靈活，實現了對輸出與輸入多種語言的模擬與演習，以此加強工業機械的運作效果，使PLC 技術及其設備運行時，形成有序整體，為數控電氣運行提供助力[1]。

1.2 技術特點

現階段，工業發展進程中，PLC 技術逐漸獲得了廣泛應用的發展趨勢，基于其自身具有較強的適應能力、較高的穩定性，運行系統與功能具有完善性，易于學習與操作，便于操作人員在短時間內迅速掌握其內在運行理念，備受人們關注與認可。

1.3 技術功能與作用

PLC 技術能夠自定義控制范圍，不受范圍限制，可控點達到上萬個。PLC 技術系統的應用語言較為豐富，有效開展數據的集中性處理，甚至實現了高級語言的綜合應用。在開展數據處理時，PLC技術應用的編程控制器為四則運算指令，有效實現數據資料的便捷性操作。在PLC 技術落實大范圍監控時，實現了對生產中存在的問題加以整合，開展集中式處理程序，保障各類問題處于受控狀態。高級編輯語言，對系統各部位開展了有效控制，加強電動機儀器的控制效果。

2 PLC技術的應用流程

PLC 技術在設計應用流程的具體內容為：

（1）收集與整合相關數據，借助控制系統完成對應操作，完整傳輸編輯完成的語言，使其傳達至對應區域，繼而開展系統判斷，分析編輯完成數據的應用狀態。此程序完成了PLC技術的輸入程序，應結合數控電氣整體的電路運行情況，開展收集數據的對比與分析。此階段PLC 技術對外來數據實現了電路連接，借助寄存器完成數據讀取的基礎需求，保障相關程序處于可執行狀態。

（2）結合用戶需求，全面掃描原始指令，依據實際存在的具體情況加以分析，提出具有適應性的解決方案。此程序屬于執行階段，依據相關指令執行對應操作，保障執行程序的規范性與信息讀取的有序性。此程序中的用戶模塊，構建時結合了工業生產中的各個主體，保障指令的有效獲取，依據存儲器完整指令的跳轉。如若指令跳轉失敗，在初始程序中完成指令執行時，再次進入處理流程，保障指令處于執行狀態。

（3）將總結的處理措施傳輸至系統平臺，借助系統發出指令，完成PLC 技術的應用流程。

3 PLC技術應用在機床電氣的具體途徑

3.1 自控

PLC 技術在數控電氣方面獲取了良好應用，有效減少人為操作的可能性，全面提升自動化操作能力，在實際開展操作期間，完成了數據與指令的編輯，繼而借助程序開展PLC 技術應用。在指令實施期間，電氣設備實現了自動化應用效果，在其出現設備故障時，PLC 技術給予其有效的解決方案，自動化開展問題排查工作，使其恢復程序運行。

3.2 信息反饋

PLC 技術應用于數控電氣系統中，實現了對電氣設備運行存在的問題，開展有效檢測與反饋，相關人員完成工作設備的對應控制工作即可，以此保障設備處于穩定的運行狀態。PLC 技術完成了電氣設備運行問題的自動化檢測程序，精準確定故障位置，便于操作人員實施相對應的維修工作，有效提升維修效率，增強數控電氣設備的運行能力。

3.3 照明

在傳統數控電氣系統運行時，采取的照明設計大多數表現為開機即啟動。比如控制柜開機時，其照明系統隨之啟動，在關閉控制柜時，照明系統隨之停止運行。如若將PLC 技術應用在數據電氣照明系統中，照明系統應用將會更具操作靈活性、控制便利性。例如，照明系統在開啟前期以黃燈為表示，在停止運行時以紅燈為表示，正常照明時以綠燈為表示，以此加以區分管理照明系統，增強相關人員對照明系統的操控能力。

3.4 組合機床控制

鑒于數控機床具有較為繁雜的應用結構，為此，開展相對應的電氣控制工作時，對其系統整體要求更為嚴格，要求PLC 技術控制工作更具穩定性與安全性。將PLC 技術應用在數據電氣時，為其提供了自動化運行能力，以此解決控制與操作的相關問題，保障組合數控順應機械主軸的各項需求，最大程度地提升加工機械的各項需求，在實際加工時，鑒于加工操作臺以封閉為常態，為此操作臺其他環節應適當增加電路，引起數控機床內部的電路設計較為繁雜，對輸出與輸入的點位數量需求更多。應用PLC 技術良好解決了此類電路復雜的問題，提升數控電氣系統的可維修與管理性能[2]。

3.5 集中控制

PLC 技術應用系統，一臺即可完成多種控制需求，實現了多臺設備的集中控制，完成了不同設備相互連接工作。集中式控制系統運行成本更為低廉，極具經濟實惠的運行優勢，如若轉換控制對象，則會停止PLC 技術的控制，完成控制主體的變更，重新啟動PLC技術即可。

3.6 單獨控制

PLC 技術應用在數控電氣時，相比傳統生產流程，顯著提升了生產效率，加強生產線設備的集中控制能力。PLC 技術及其控制系統，對數控電氣生產線上任一設備實現了單獨控制效果，保障技術應用的有效性。PLC 設置相關的控制程序，繼而由設定的程序完成生產線的整體控制，實現控制數據的完整傳輸，有效解決生產線運行存在的各類問題，提升設備穩定性能，達成精度生產目標[3]。

3.7 邏輯控制開關量

PLC 技術在數控電氣中最為基礎的應用在于開關量控制。傳統開展開關量控制期間，應用的是繼電器電路予以完成，PLC 技術成功取代了繼電器的應用，實現了開關量的良好控制，控制表現在順序與邏輯兩個方面，使開關量控制適用于多種情況，具體包括單臺設備與自動化流水線。

3.8 模擬量的科學控制

在實際落實數控電氣生產期間，存在諸多連續性動態變化的參數，以物理量為主，包括溫度指數、生產速度、生產流量、液位指標、壓力數值等。此類參數可借助數字量轉換予以實現控制程序，數字量轉換方式有兩種，即D/A、A/D，保障編程器高效處理模擬量。

3.9 運動控制

PLC 技術應用于數控電氣系統時，完成了多種運動的有效控制，包括圓周與直線兩種運動。配置控制機構期間，以往采取的有效措施為，在傳感器與執行程序中，實現直接應用與控制?，F階段采取的運動控制為專項應用模塊。例如，多軸位置開展的運動控制、伺服電機實時相關控制。PLC 技術對數控電氣實施了精準控制，以此保障相關產品的生產質量。在開展運動控制期間，對設備運行參數予以精準調整，使其處于精細化生產流程。PLC 技術裝置內部裝設了微型處理器，具有既定程序的可輸入性質，此類固化程序有效保障運行參數的穩定性，防止其發生篡改的可能性。為此，PLC 技術相關裝置針對生產設備實施了高度精準的控制，以此保障生產質量，加強產品質量控制力度。此技術現已獲得廣泛應用，具有良好的發展前景。

3.10 數據處理

PLC 技術應用與操作系統日趨完善，PLC 技術相關研發人員，開展了內置處理器的升級探索，以便于增強PLC 技術的應用性能，使其適用于更多項目的工作任務。現階段，PLC 技術內設的數據處理程序，完成了數據的精準輸入與存儲，并開展了相對應的執行指令。在此期間，數據處理較為關鍵，數據處理的精準程度，關乎著指令運行的方向與效果。為此，以產品質量為核心，生產期間應完整保存與統計相關數據，以備對比分析。PLC 技術良好實現了生產數據的保存與統計工作，在相關程序開展數據錄入期間，裝置對設備運行參數予以有效統計與完整保存，為設備研發提供技術與數據的雙重支持。與此同時，PLC 技術具有良好的數據傳遞能力，保障信息完整性傳輸，提升相關設備工作數據的精準監控，如若發生穩定性問題，及時予以修正，以此保障產品的生產質量。

4 PLC技術應用在機床電器控制應采取的改進方案

4.1 加強設備信號的穩定性

如若閘門與接觸器發生運行問題，極易引起PLC 系統難以精準發布數控電氣的相關指令，引起設備無法有效接收指令，造成設定程序的未響應問題。此類問題的產生成因在于接觸器連接問題，或者受到電磁干擾。針對指令執行存在問題，應采取加強設備信號穩定性的改進措施，以此保障PLC 技術處于有序的應用狀態。

在PLC 技術融合于數控電氣時，應對其系統開展升級操作，以操作安全與穩定為視角，使其應用性能予以增強，保持設備持續性運行能力。PLC 控制設備應開展運維管理，對其實施定期維護措施，針對存在的老化與損壞問題，開展及時更換流程，有效升級PLC 技術應用系統，保障其運行的穩定性、靈敏響應的規范性，促進其在數控電氣系統中獲取良好的應用效果[4]。

4.2 增強故障提示的精準性

控制系統問題發生原因大多數為：系統內部發生短路，造成整體系統運行不暢。系統運行不暢時，引起PLC 技術難以科學開展信息的分析與處理工作，產生失控問題。針對系統短路問題，加以故障分析，大多數表現為線路年久失修、定期維護工作不到位等。針對控制系統運行不暢問題，應開展各區間故障提示的完善工作，以此保障在短時間內迅速確定短路故障的發生位置，繼而開展有效的維修工作，保障PLC技術與數控電氣兩者系統處于穩定運行狀態。

在PLC 技術集中處理與分析數控電氣相關數據時，應加強故障提示功能的應用與完善。針對潛在可能性發生的故障問題，予以事先報警，以此提升故障排查效率，科學提出危險因素，營造較為安全的運行環境，使問題在發生期間，給予其及時響應，高效開展故障分析，以此有效控制生產中發生安全事故，營建安全生產環境。

5 PLC技術改造數控電氣的具體措施

5.1 科學分配I/O點位

結合數控電氣系統的應用設備，劃分為輸入與輸出兩個類型，整理其數量與型號，科學開展I/O 點位的分配工作，便于技術人員開展連接圖與相關程序的后續工作。關注PLC輸出點位的分配效果，針對各類輸出點位應連接相互獨立的電源，保障供電的有序性。各個輸出點位之間應適當采取隔離措施，在分組輸出期間，可使用相同電源。此外，在PLC 技術設備選購期間，應在其實際承載容量范圍內，預留至少10%的容量，為其后續系統升級與功能拓展提供可能性，此種設計理念，具有經濟化可行性。

5.2 保障輸出數據與PLC技術相匹配

在系統開展改造程序期間，應保障處于外圍位置的設備，匹配與PLC 技術輸出數據類型，防止系統運行發生故障問題。PLC 技術輸出類型具有多樣化，依據輸出端具有負載能力，分為直流與交流兩類；依據電流實際規格，可劃分為大與小兩種電流；依據輸出點位操作能力與頻率差異，可分為繼電器、晶閘管、晶體管。PLC技術的輸出裝置，均具有維護系統運行安全與穩定的能力。

5.3 保護措施

在機床設備運行期間，應安裝互鎖保護設施，互鎖安裝位置為繼電器與接觸點之間。在PLC 技術梯形圖中，機床具有自反轉控制能力，然而主電路中存在交流接觸器觸電，極易引起短時間內電流超大問題，或者時間超長失控引起的熔焊現象，造成短路事故，甚至是更為嚴重的安全事故。為此，在硬件位置添加互鎖裝置，有助于加強系統保護效能。此外，應開展機床關鍵位置的防護工作，開展硬件處理工作，便于在PLC 技術輸出位置采取急停措施，保障設備處于安全保護狀態。

6 結論

綜上所述，在國內經濟發展進程中，PLC 技術獲得了完善與優化，在未來各領域中獲取了更為廣闊的應用空間，尤其表現在數控電氣方面，PLC 技術實現了時間精準把握，借助其運行的穩定與安全優勢，滿足了數控電氣對控制技術的多重需求。PLC 技術應用于數控電氣系統中，有助于提升數控電氣整體的工作效能，使其處于穩定有序的自動化處理狀態，保障生產安全。