基于PLC的機床控制可靠性提高的研究

劉莉莉 劉一波

摘 要：PLC在各行各業(yè)應用極其廣泛，因為PLC能夠使系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力，準確的精度以及較高的可靠性。由于以上這些特點，PLC在數(shù)控機床領域的應用也極其廣泛。PLC能夠使得數(shù)控機床具有非常準確的操作性以及快速且合理的控制性能，因此提高數(shù)控機床中PLC可靠的應用對于安全并且準確地進行生產生活有重要的意義。文章主要闡述了如何提高數(shù)控機床中對于PLC可靠應用的方法，如改善PLC工作環(huán)境、數(shù)控機床接地使用、PLC中控制電路等方面的要求進行分析和研究。

關鍵詞：數(shù)控機床；PLC；可靠性

1 概述

可編程邏輯控制器（簡稱PLC）的出現(xiàn)是從工業(yè)化生產的不斷進化中產生的，PLC主要作用是在工業(yè)生產中對控制系統(tǒng)進行數(shù)字邏輯計算的裝置。PLC的基本工作原理是將程序存儲在可編程邏輯器件的內部存儲裝置中，用于開機時自動執(zhí)行程序，PLC可以執(zhí)行的運算有邏輯運算、數(shù)字運算、計數(shù)器功能、計時功能等操作的指令。此外，PLC還可以獲取模擬或者數(shù)字量的輸入變量、進而輸出模擬或者數(shù)字量控制機械設備的動作，從而總體控制整個生產過程。PLC可以看做工業(yè)生產控制系統(tǒng)整體的一個部分，并且該部分具有很高的擴展性能，可以提高工業(yè)生產的效率。

2 數(shù)控機床PLC的概述

與其他控制器相比較，PLC的優(yōu)點是控制性能強、成本低廉以及體積小等。PLC應用于數(shù)控機床的控制能夠在提高數(shù)控機床工作效率方面展現(xiàn)獨特的優(yōu)勢，最終能夠提高工業(yè)企業(yè)的經濟效益。此外，PLC機床控制系統(tǒng)能夠控制數(shù)控機床的輔助控制功能，起輔助控制功能包含S功能、T功能和B功能。對S功能的控制，數(shù)控機床PLC是將直接帶入法和代碼控制法共同完成對機床主軸的控制；對T功能的控制，機床PLC控制系統(tǒng)是將T代碼指令發(fā)送給PLC核心控制系統(tǒng)，經過PLC中的譯碼器譯碼后發(fā)送到數(shù)據(jù)表進行數(shù)據(jù)的檢索，從而找到正確的機床刀號，從而將匹配的刀號與當前正在使用的刀號進行對比，若不符則系統(tǒng)將對機床控制器發(fā)出換刀的指令；對B功能的控制，機床PLC控制系統(tǒng)將B指令發(fā)送到PLC核心控制系統(tǒng)，經過PLC譯碼器的譯碼后，將信號輸出為輸出控制信號，從而控制主軸的聯(lián)動，使得主軸能夠正反轉操作和啟動停止的基本功能。

3 提高數(shù)控機床PLC的可靠性方法

3.1 滿足PLC工作環(huán)境的要求

正常情況下，PLC的工作環(huán)境溫度應處于0度到50度之間，并且需要避免陽光對PLC控制器的直接照射；在PLC安裝的時候，應盡可能的遠離發(fā)熱物體，而且需要保證PLC在工作的時候應存在良好通風條件和散熱的空間；在環(huán)境濕度上，應將空氣相對濕度維持在90%以下，從而保證PLC具有良好的絕緣性能。PLC的安裝環(huán)境應避免有振動的干擾；若PLC控制器周圍不可避免地存在振動源，需要依照PLC的使用說明書采取一定的防震動措施，比如在控制器底座上安裝減震橡膠墊等措施。若安裝地點周圍的空氣中的有害氣體超過相關的國家標準，應在安裝PLC時進行密封狀態(tài)下安裝，從而阻止有害氣體進入PLC控制器，進而影響PLC的正常運行。

3.2 數(shù)控機床PLC的接地要求

數(shù)控機床PLC控制器的接地型式有兩種，分別是工作接地和安全接地。工作接地的目的是將電子設備連接到大地公共接地的參考電位，主要是設備的外殼進行接地連接。安全接地系統(tǒng)則是為了確保PLC的操作人員在操作的過程是在一個安全的環(huán)境下進行，安全接地系統(tǒng)能夠確保PLC設備上極其容易發(fā)生觸碰的地方與大地的接地參考電位連接起來，連接的材料可以使用導線連接。PLC能夠正常運行需要有良好的接地系統(tǒng)，當設計數(shù)控機床PLC接地系統(tǒng)的時候，需要將該接地系統(tǒng)與其控制的動力設備接地系統(tǒng)分開接地，PLC接地系統(tǒng)需要使用專用接地的方式接地；如果PLC接地系統(tǒng)與動力設備接地系統(tǒng)無法分開進行，則必須采用共用接地的接地方式；注意必須禁止采用共通接地的方式將兩種接地連接起來，除此之外，需要將兩個接地系統(tǒng)的接地位置盡可能靠近PLC系統(tǒng)，同時接地系統(tǒng)的接地電阻應小于10歐姆，并且采用導線直徑大于6mm的接地線。

3.3 滿足PLC對I/O電路和軟件程序的要求

PLC系統(tǒng)可以輸入模擬量和數(shù)字量等輸入信號，這些輸入信號是通過輸入電路進行傳輸?shù)?。因此，輸入電路的各個元器件的可靠性直接影響著PLC控制系統(tǒng)的工作性能。如果PLC中預置的軟件程序出現(xiàn)故障將降低PLC運行的可靠性，因此可專門設置一個定時器，用來監(jiān)控PLC的程序部分，并且該定時器還可以對PLC系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行定時的檢測。PLC系統(tǒng)在運行結束時其內置的定時器會被清零，從而為了下次開機時使用。若PLC系統(tǒng)由于環(huán)境的干擾使得其運行產生死循環(huán)的狀況。

4 結束語

如今，PLC在數(shù)控機床中被廣泛的應用，PLC能夠在數(shù)控機床中的輔助功能進行輔助控制，這對提高數(shù)控機床的工作效率具有重要的作用。PLC系統(tǒng)運行的可靠性對數(shù)控機床安全和準確的運行具有重要的作用，因此提高PLC的可靠性是保證數(shù)控機床準確性和安全性運行的前提。

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