PLC電氣控制在數(shù)控系統(tǒng)上的應(yīng)用分析

【摘要】我國傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床的電氣控制大多是繼電器控制，這樣在設(shè)備的獨(dú)立性方面就顯得相對(duì)較差，同時(shí)在接線上也比較的復(fù)雜，不能夠得到及時(shí)的控制，在長(zhǎng)期的使用中就會(huì)造成數(shù)控系統(tǒng)故障頻發(fā)。而PLC在這一領(lǐng)域的應(yīng)用由于其自身的優(yōu)越特點(diǎn)，有效的解決了這些問題。本文主要就是對(duì)可編程邏輯控制器（PLC）在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行探究，希望通過此次研究對(duì)實(shí)際起到一定的指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】電氣控制;可編程邏輯控制器;數(shù)控系統(tǒng)

1.可編程邏輯控制器（PLC）的基本特點(diǎn)分析

在可編程邏輯控制器的自身有著比較顯著的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)也使得在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用在效率上有著很大的提升。首先就是在實(shí)際的使用當(dāng)中比較的簡(jiǎn)便，通過簡(jiǎn)明的梯形圖以及語句表等編程語言即可，對(duì)于電腦知識(shí)則沒有依賴性，這樣就使得系統(tǒng)的開發(fā)周期就大大的縮短，同時(shí)還能夠在線進(jìn)行對(duì)程序加以修改，直接的對(duì)控制方案進(jìn)行改變[1]。

在功能上也比較的強(qiáng)大，性價(jià)比較高，在小型的可編程邏輯控制器中就有著上千能夠使用的編程元件，功能方面比較的強(qiáng)大，能夠?qū)σ恍┍容^復(fù)雜的控制功能得以有效實(shí)現(xiàn)。并且同繼電器系統(tǒng)相比較而言在性價(jià)比上占有很大優(yōu)勢(shì)，可編程邏輯控制器能夠通過通信聯(lián)網(wǎng)從而實(shí)現(xiàn)集中管理分散控制。

另外，可編程邏輯控制器（PLC）在抗干擾的能力以及可靠性方面也比較的優(yōu)越，對(duì)于傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)來說其中的時(shí)間繼電器以及中間繼電器等都會(huì)在接觸上容易發(fā)生故障，而可編程邏輯控制器則在硬件上較少，對(duì)接線所造成的不良故障大大的減少了。并且在其中的軟件以及硬件的抗干擾能力也相對(duì)比較強(qiáng)，能夠在有著強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)地進(jìn)行無礙工作，可靠性程度比較高。

最后，在這一系統(tǒng)的安裝設(shè)計(jì)等方面工作量也相對(duì)較少，在軟件方面可編程邏輯控制器對(duì)傳統(tǒng)的計(jì)數(shù)器件以及時(shí)間繼電器等進(jìn)行了取代，所以在安裝設(shè)計(jì)等方面的工作大幅度減少，同時(shí)由于可編程邏輯控制器的梯形圖程序所采取的是順序控制設(shè)計(jì)的方法來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，所以能夠有規(guī)律的進(jìn)行掌握，節(jié)省大量的設(shè)計(jì)時(shí)間，在系統(tǒng)的調(diào)試時(shí)間方面也要比繼電器系統(tǒng)要少很多[2]。

2.可編程邏輯控制器（PLC）系統(tǒng)規(guī)劃分析

數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)主要就是通過電腦網(wǎng)絡(luò)數(shù)控系統(tǒng)和強(qiáng)電柜所構(gòu)成，而數(shù)控機(jī)床則是由機(jī)床本體以及指揮控制和輸入+輸出接口驅(qū)動(dòng)裝置所組成，這樣就對(duì)數(shù)字控制的應(yīng)用有效的形成了。在數(shù)控機(jī)床的電氣控制總體的布局采取了分立式的結(jié)構(gòu)所結(jié)合成的方式，在兩軸所運(yùn)行的設(shè)置方面也相對(duì)簡(jiǎn)單，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)比較嚴(yán)謹(jǐn)，在制作的過程中對(duì)精細(xì)這一要求比較的重視，恒定溫度的基礎(chǔ)提高了工作的效率。

將數(shù)控機(jī)床和可編程邏輯控制器（PLC）得到有效的連接，能夠?qū)?shù)控系統(tǒng)的完善起到重要作用[3]。其中可編程邏輯控制器（PLC）設(shè)計(jì)涵蓋著通用型以及內(nèi)裝型可編程邏輯控制器（PLC），而在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)可編程邏輯控制器（PLC）以及NC的設(shè)置當(dāng)中都比較的獨(dú)立，而可編程邏輯控制器（PLC）在軟硬件上都比較的完備，在一些規(guī)定的控制任務(wù)方面都能夠自行的完成。在內(nèi)裝型的可編程邏輯控制器（PLC）設(shè)置主要就是根據(jù)數(shù)控機(jī)床順序控制設(shè)計(jì)以及制造的特點(diǎn)所生成的，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源方面能夠和CNC的裝置一起共享使用，其工作的原理示意圖如下。

圖1 數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)工作原理示意圖

3.可編程邏輯控制器（PLC）在數(shù)控系統(tǒng)中的具體應(yīng)用分析

在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用是多方面的，首先在開關(guān)量的控制方式上的應(yīng)用，可編程邏輯控制器（PLC）技術(shù)的開關(guān)量控制的方式無論是在生活中還是在工業(yè)的生產(chǎn)中都比較的廣泛，PLC的芯片能夠通過程序的編寫來實(shí)現(xiàn)邏輯控制，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)順序控制的可能，在當(dāng)前我國于自動(dòng)化的技術(shù)方面已經(jīng)是日趨的成熟，而傳統(tǒng)的繼電器系統(tǒng)也已經(jīng)被可編程邏輯控制器（PLC）所取代，這一系統(tǒng)能夠單步連續(xù)的對(duì)周期任務(wù)加以控制。

另外，在信息交換功能方面，可編程邏輯控制器（PLC）有著信息交換的功能，所以這一功能在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用所發(fā)揮的作用非常重要，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床之間的信息交流，而這種交換并不是在這兩部分的局限中的交換，PLC與另外的兩者都能夠進(jìn)行信息上的交互，在實(shí)際的交互中通過各自的接口位置來進(jìn)行，從這里就能夠看出，在可編程邏輯控制器（PLC）和數(shù)控機(jī)床以及數(shù)控系統(tǒng)信息交互的過程基礎(chǔ)上就有著四種接口位置，也就是PLC到數(shù)控機(jī)床，PLC到數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控機(jī)床到PLC，數(shù)控系統(tǒng)到PLC[4]。

在正常的信息交互中，相關(guān)的信號(hào)會(huì)從數(shù)控機(jī)床的I/0端子板到達(dá)PLC，而此種接口傳達(dá)的方式地址通常都是由開發(fā)者所進(jìn)行定義的，PLC電氣控制到數(shù)控機(jī)床信息交互的信號(hào)是從PLC電氣控制接口到達(dá)數(shù)控機(jī)床側(cè)，對(duì)于可編程邏輯控制器（PLC）也是自定義的，在數(shù)控系統(tǒng)到PLC電氣控制的信號(hào)傳達(dá)比較的直接，能夠從數(shù)控系統(tǒng)直接的到達(dá)PLC電氣控制當(dāng)中，而PLC電氣控制到達(dá)數(shù)控系統(tǒng)在信息的交互中主要是和PLC以及CNC相似，在信號(hào)的地址方面開發(fā)者是不能夠進(jìn)行更改的。

然后，就是可編程邏輯控制器（PLC）在數(shù)控系統(tǒng)中的控制功能的應(yīng)用，首先在PLC電氣控制在數(shù)控系統(tǒng)中的控制功能最為主要的是體現(xiàn)在對(duì)面板的控制以及對(duì)信號(hào)傳達(dá)的控制和對(duì)數(shù)控機(jī)床側(cè)的控制這幾個(gè)方面的應(yīng)用。其中在信號(hào)傳達(dá)控制應(yīng)用方面主要就是在信號(hào)相互的傳達(dá)中對(duì)信號(hào)的各環(huán)節(jié)的控制，同時(shí)還有著報(bào)警這一功能，這在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用上也起到了很大的作用，對(duì)于出現(xiàn)的異常問題能夠及時(shí)的得到反映，從而達(dá)到預(yù)警效果;而在面板控制方面是對(duì)CNC順利運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)，在數(shù)控機(jī)床機(jī)床側(cè)的控制應(yīng)用方面，對(duì)信號(hào)的傳達(dá)中可編程邏輯控制器（PLC）會(huì)將開關(guān)信號(hào)傳到PLC控制系統(tǒng)當(dāng)中，然后對(duì)其進(jìn)行讀取以及分析[5]。

最后就是基于可編程邏輯控制器（PLC）的分布式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用層面，在這一過程中，分布式控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上會(huì)比較的復(fù)雜，每個(gè)PLC都會(huì)有相對(duì)應(yīng)的設(shè)備從而實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的控制，在分布式的系統(tǒng)主要還是用于工業(yè)當(dāng)中，尤其是數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)中，這樣就會(huì)使得無論是哪臺(tái)機(jī)器出現(xiàn)了問題都不會(huì)對(duì)其它的設(shè)備起到干擾，從而正常的工作。

4.結(jié)語

總而言之，對(duì)可編程邏輯控制器（PLC）電氣控制的實(shí)際應(yīng)用的探究還有著諸多的問題需要深入，在當(dāng)前我國的工業(yè)發(fā)展逐漸蓬勃的階段，數(shù)控系統(tǒng)對(duì)工業(yè)的生產(chǎn)起到了重要的推動(dòng)作用。數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)是我國的機(jī)械行業(yè)的重大信息化工程設(shè)置當(dāng)中的一個(gè)比較重要的部分，在科技不斷發(fā)展的情況下，我國的數(shù)控系統(tǒng)中的可編程邏輯控制器（PLC）應(yīng)用將會(huì)朝著多樣化的方向進(jìn)行發(fā)展，也必將能夠擁有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)

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[5]閆虎民，唐春霞，龐黨鋒.淺論P(yáng)LC課程工程實(shí)踐能力培養(yǎng)[J].職業(yè)教育研究，2012，（11）.

作者簡(jiǎn)介：張昊（1983—），男，黑龍江齊齊哈爾人，電氣工程師，現(xiàn)供職于紐威數(shù)控裝備（蘇州）有限公司，研究方向：PLC電氣控制。