PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

王佃超

摘? 要：PLC技術(shù)的應(yīng)用是時(shí)代發(fā)展所驅(qū)，是提高工作效率、降低人工成本的有效手段，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化生產(chǎn)的有效路徑。所以，PLC技術(shù)應(yīng)勢(shì)而生后機(jī)械工業(yè)行業(yè)就將其應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，為企業(yè)帶來更多經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也為行業(yè)發(fā)展起到促進(jìn)作用。因此，該文就PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用進(jìn)行深入分析，望可為相關(guān)工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù) 數(shù)控機(jī)床 電氣控制系統(tǒng) 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG659? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：The application of PLC technology is driven by the development of The Times， is to improve work efficiency， reduce the effective means of labor costs， is to realize the effective path of modern production. Therefore， PLC technology should be born after the mechanical industry will be applied to the electrical control system of CNC machine tools， for enterprises to bring more economic benefits at the same time for the development of the industry played a role in promoting. Therefore， this article on PLC technology in numerical control machine electrical control of the application of in-depth analysis， hope to provide reference for the relevant staff.

Key? Words ：PLC technology; CNC machine tools; Electrical control system; Application

數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)是隨著科技發(fā)展而引入的控制系統(tǒng)，可借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)床電氣控制，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)降低人工成本，進(jìn)而為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)的控制技術(shù)雖可應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，但無法滿足當(dāng)前的生產(chǎn)、發(fā)展需求，所以相關(guān)企業(yè)需引入全新的控制技術(shù)。在這種情況下，PLC技術(shù)應(yīng)勢(shì)而生，且在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)無邏輯控制，可為數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供保障。但鑒于多數(shù)企業(yè)并未掌握PLC技術(shù)的應(yīng)用方法，所以在日常工作中無法將PLC技術(shù)的作用最大限度地發(fā)揮出來。因此，下文對(duì)PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了深入探究，希望能給相關(guān)工作人員帶來啟發(fā)。但企業(yè)需注意，科技是不斷發(fā)展的，所以相關(guān)工作人員需對(duì)PLC技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行了解，并基于其在日常運(yùn)用中的情況進(jìn)行改進(jìn)。如此，才可使PLC技術(shù)緊跟時(shí)代發(fā)展，有效推動(dòng)機(jī)械工業(yè)行業(yè)進(jìn)行現(xiàn)代化生產(chǎn)，促進(jìn)電氣控制行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 PLC技術(shù)的概念及特點(diǎn)

PLC技術(shù)又被叫作可編程控制器，通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械控制自動(dòng)化。鑒于PLC技術(shù)是針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域開發(fā)的一種技術(shù)，而工業(yè)領(lǐng)域的多數(shù)工作人員并未深入學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)，所以其具有操作簡便、編程簡單等優(yōu)勢(shì)，為其普遍應(yīng)用做好了鋪墊。同時(shí)，考慮到工業(yè)領(lǐng)域是國家經(jīng)濟(jì)的中流砥柱，而企業(yè)發(fā)展需要依靠經(jīng)濟(jì)效益，所以PLC技術(shù)的研究者考慮到了這一問題，使其應(yīng)用不僅不需要太多開發(fā)成本，還可在日常生產(chǎn)需求發(fā)生變化時(shí)通過修改程序指令進(jìn)行生產(chǎn)。此外，由于PLC技術(shù)是基于數(shù)字技術(shù)的，所以可以與數(shù)字技術(shù)有效結(jié)合在一起，為信息化控制、統(tǒng)一管理提供了保障。

2 PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制中的重要意義

在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過程中電氣控制系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，倘若電氣控制系統(tǒng)靈活性較低或者穩(wěn)定性較低，將會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行效率、質(zhì)量造成直接影響。而PLC技術(shù)是具有電子計(jì)算功能的控制系統(tǒng)，且其不易受外界因素的影響、具有自我檢測(cè)能力。所以PLC技術(shù)的有效應(yīng)用可以提高數(shù)控機(jī)床控制能力、水平，為數(shù)控機(jī)床的順利運(yùn)行提供保障。

3 PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用方向

PLC技術(shù)的適用范圍較廣，所以被應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制中。就在數(shù)控機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用而言，其方向?yàn)閮煞N，一為“獨(dú)立式PLC技術(shù)”，二為“PLC技術(shù)與NC技術(shù)融合而成的集成式PLC技術(shù)”。兩者各有各的優(yōu)勢(shì)，且為數(shù)控機(jī)床控制提供了保障，為企業(yè)創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)效益。具體而言，獨(dú)立式PLC技術(shù)可以滿足生產(chǎn)功能需求，可以基于用戶需求進(jìn)行產(chǎn)品選擇，進(jìn)而對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。PLC技術(shù)與NC技術(shù)融合而成的集成式PLC技術(shù)可以提升信息交換速度、增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性、形成更加高級(jí)的功能[1]。

4 PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制中的具體應(yīng)用

4.1進(jìn)行數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)交換速度可直接對(duì)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化控制效率、質(zhì)量造成影響，而PLC技術(shù)依托于計(jì)算機(jī)，所以在數(shù)據(jù)交換方面有著一定的優(yōu)勢(shì)，所以相關(guān)企業(yè)需將PLC技術(shù)的應(yīng)用重視起來。具體而言，PLC技術(shù)具有不易受外界影響的優(yōu)勢(shì)，所以可以為數(shù)據(jù)機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。另外，相關(guān)工作人員想要提高數(shù)據(jù)交換的效率，想要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，就需采用上位機(jī)監(jiān)控、低層PLC控制的組合模式[2]。

4.2工作流程設(shè)計(jì)

在數(shù)控機(jī)床電氣控制中應(yīng)用PLV技術(shù)時(shí)，工作人員需對(duì)其工作流程進(jìn)行合理設(shè)置，且要盡可能使其工作流程具體化。通常來講，其工作流程包括3個(gè)環(huán)節(jié)：輸入處理環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)、輸出環(huán)節(jié)。在輸入處理環(huán)節(jié)，PLC技術(shù)的主要作用就是掌握數(shù)控機(jī)床各輸入電路的實(shí)際情況、保持外部輸入電路為接通狀態(tài)。在執(zhí)行環(huán)節(jié)，PLC技術(shù)的主要作用是借助程序指令完成相應(yīng)操作、根據(jù)反饋數(shù)據(jù)下達(dá)其他程序指令并執(zhí)行。但在這一階段，很容易出現(xiàn)指令操作跳轉(zhuǎn)現(xiàn)象，對(duì)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性造成不良影響不說，還對(duì)生產(chǎn)效率造成了影響。而出現(xiàn)這種情況的根本原因是工作人員未調(diào)整好程序指令的順序。為解決這一問題，工作人員可借助存儲(chǔ)器對(duì)相關(guān)程序指令進(jìn)行排序。在輸出環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員可基于實(shí)際情況選擇適合的輸出方式。

4.3控制功能中的應(yīng)用

一般而言，在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床電氣控制時(shí)，工作人員會(huì)把PLC技術(shù)的控制程序融入到指令中，然后借助執(zhí)行進(jìn)行操作控制。就目前情況而言，PLC技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在了多個(gè)方面，如：可對(duì)數(shù)控機(jī)床床側(cè)進(jìn)行控制，可對(duì)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行控制、可對(duì)信號(hào)傳遞進(jìn)行控制等。就信號(hào)傳遞控制而言，PLC技術(shù)為其準(zhǔn)確性、有效性提供了保障，為生產(chǎn)效率提高奠定了良好的基礎(chǔ)。而將PLC技術(shù)應(yīng)用于報(bào)警系統(tǒng)控制中，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)、反饋、報(bào)警，即：檢測(cè)到數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)異常狀態(tài)時(shí)PLC技術(shù)會(huì)將這一現(xiàn)象進(jìn)行反饋，并通過亮紅燈等形式進(jìn)行報(bào)警。而這就為數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行提供了保障[3]。

5 PLC技術(shù)應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床電氣控制應(yīng)采取的改進(jìn)方案

雖然PLC技術(shù)的有效應(yīng)用給工業(yè)生產(chǎn)提供了很多便利，如：提高了數(shù)控機(jī)床的控制效率、質(zhì)量，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，但在應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)一些問題，所以下面提出了一些改進(jìn)方案。

5.1加強(qiáng)設(shè)備信號(hào)的穩(wěn)定性

在實(shí)際工作中常會(huì)遇到一些問題，如：PLC系統(tǒng)設(shè)定程序未響應(yīng)，而出現(xiàn)這種情況的根本原因是閘門與接觸器發(fā)生了運(yùn)行問題，導(dǎo)致PLC系統(tǒng)在發(fā)布指令時(shí)出現(xiàn)了偏差，設(shè)備無法接收到有效指令。而想要解決這一問題，相關(guān)企業(yè)就需采取加強(qiáng)設(shè)備穩(wěn)定性這一措施。此外，相關(guān)企業(yè)需注意，PLC技術(shù)是會(huì)隨著時(shí)代發(fā)展、科技進(jìn)步而不斷更新、升級(jí)的，想要為設(shè)備持續(xù)運(yùn)行能力提供保障，想要增強(qiáng)相關(guān)性能，就需采取相關(guān)措施進(jìn)行升級(jí)操作。同時(shí)，PLC控制設(shè)備應(yīng)用過程中難免會(huì)出現(xiàn)老化、損壞等問題，所以相關(guān)部門需開展定期維護(hù)檢修工作，為其運(yùn)行提供保障[4]。

5.2增強(qiáng)故障提示的精準(zhǔn)性

通常情況下，檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)生問題的原因?yàn)椋簝?nèi)部系統(tǒng)出現(xiàn)了短路現(xiàn)象，導(dǎo)致整體系統(tǒng)運(yùn)行受到了影響，故障分析、處理工作無法順利開展。而出現(xiàn)內(nèi)部系統(tǒng)短路這一問題的原因多為年久失修、維護(hù)工作不到位等。想要解決這一問題，相關(guān)企業(yè)就可開展相關(guān)工作，并在短時(shí)間內(nèi)找到線路故障的位置，針對(duì)線路情況開展維修工作。此外，PLC技術(shù)的故障提示功能仍有發(fā)展空間。具體而言，在進(jìn)行故障檢測(cè)時(shí)，PLC技術(shù)只會(huì)檢測(cè)到出現(xiàn)了故障的設(shè)備，并不能進(jìn)行預(yù)測(cè)。所以，相關(guān)學(xué)者可對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，使其能夠檢測(cè)到可能發(fā)生的故障問題，并進(jìn)行事先報(bào)警，在提高故障排查效率的同時(shí)將危險(xiǎn)因素進(jìn)行反饋，以在問題未發(fā)生之前進(jìn)行故障控制[5]。

6借助PLC技術(shù)改造數(shù)控機(jī)床電氣控制的措施

6.1科學(xué)分配I/O點(diǎn)位

就數(shù)控機(jī)床電氣控制應(yīng)用設(shè)備而言，分為輸入、輸出兩種，所以工作人員在應(yīng)用PLC技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)科學(xué)地開展I/O點(diǎn)位分配工作，關(guān)注PLC輸出點(diǎn)位的分配效果，并為供電的有需性提供保障。但相關(guān)工作人員需注意，各輸出點(diǎn)位間需采用一定的隔離措施，且在進(jìn)行分組輸出的時(shí)候，可將相間電源利用起來。除此之外，在進(jìn)行設(shè)備選購的時(shí)候，工作人員需要考慮到其承載容量。通常情況下，容量預(yù)留量為最少10%。只有這樣才能為PLC技術(shù)的系統(tǒng)升級(jí)、功能拓展提供保障。

6.2輸出數(shù)據(jù)需與PLC技術(shù)相匹配

PLC技術(shù)與輸出數(shù)據(jù)類型必須相匹配，否則將會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)故障，對(duì)數(shù)控機(jī)床控制造成直接影響，導(dǎo)致生產(chǎn)工作效率、質(zhì)量受到影響。 PLC技術(shù)輸出類型是多種多樣的，按照輸出端負(fù)載能力進(jìn)行劃分的話，可分為直流型、交流型兩種;按照電流規(guī)則劃分的話，可分為大電流、小電流兩種;按照輸出點(diǎn)位操作能力及頻率差異劃分的話，可分為3種，即：晶體管、晶閘管、繼電器。所以，在進(jìn)行輸出數(shù)據(jù)類型選擇的時(shí)候，工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，且PLC技術(shù)與輸出數(shù)據(jù)一定要相匹配。這樣才能為系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的運(yùn)行提供保障[6]。

6.3保護(hù)措施

在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，機(jī)床是具備自反轉(zhuǎn)控制能力的，倘若主電路中出現(xiàn)了交流接觸器觸電問題，很容易引發(fā)電流短期超大問題，進(jìn)而導(dǎo)致安全事故發(fā)生。而想要解決這一問題，相關(guān)企業(yè)就需在硬件位置增加互鎖裝置。除此之外，相關(guān)工作人員還需在機(jī)床的關(guān)鍵位置進(jìn)行防護(hù)，以確保設(shè)備處于安全保護(hù)狀態(tài)。

7結(jié)語

綜上所述，可以看出，PLC技術(shù)是一種適用于機(jī)械工業(yè)行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，倘若將其應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中，可以將數(shù)控機(jī)床控制能力、水平有效提高，可為數(shù)控機(jī)床的順利運(yùn)行提供保障，可給企業(yè)生產(chǎn)提供保障。通常情況下，PLC技術(shù)被應(yīng)用于數(shù)據(jù)交換、工作流程設(shè)計(jì)、控制功能中。但相關(guān)工作人員需注意，PLC技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中是存在一定問題的，倘若不采用相關(guān)方案進(jìn)行改進(jìn)，極易對(duì)企業(yè)生產(chǎn)受到影響。因此，PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)槠髽I(yè)營造出安全的生產(chǎn)環(huán)境，使PLC技術(shù)、數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)

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