PLC在機床電氣控制中的應(yīng)用

杜云飛

【摘 ? ?要】機床是一種典型的機械、液壓、電氣一體化協(xié)同控制的通用加工機床。其液壓、電氣配合時間的控制部分，且故障率高、故障現(xiàn)象多變，不易排除。PLC屬于在電順序的控制基礎(chǔ)上完善和發(fā)展起來，它主要是依靠微處理器為核心，從而實現(xiàn)自動控制的一種裝置。

【關(guān)鍵詞】PLC ?組合機床 ?電氣控制

中圖分類號：G4 ? ?文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2015.06.065

PLC在機床電氣控制中應(yīng)用，已完全取代了傳統(tǒng)的機床電氣控制中以繼電囂、接觸器為主體的控制裝備。充分利用PLC的可靠性和時間控制的精確性對其進行改造，可以獲得理想的效果。當(dāng)前所使用的PLC已經(jīng)完全具有擴展性好、組態(tài)靈活、控制可靠、功能強、體積小、速度快、維修便捷等優(yōu)點，在世界各國的機床電氣控用也日趨穩(wěn)定和完善。PLC的合理運用，滿足了企業(yè)新生產(chǎn)工藝的要求，有效的保證企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益，為當(dāng)前各生產(chǎn)企業(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路奠定了良好的基礎(chǔ)。本文從PLC與其他控制裝置的比較出發(fā)，分析了組合機床的構(gòu)成，對PLC在機床電器控制中的應(yīng)用進行了闡述。

一、PLC與其他控制裝置的比較

（一）PLC與其他計算機控制裝置的比較

1.個人計算機。有很強的數(shù)據(jù)處理能力和圖形顯示功能，有豐富的軟件支持，但是對環(huán)境的要求很高、抗干擾能力不強、一般不適合在工業(yè)現(xiàn)場使用。2.單片機。只是一片集成電路，不能直接將它與外部I/O信號相連;需要附加一些配套的集成電路和I/O接口電路，硬件設(shè)計、軟件設(shè)計工作量相當(dāng)大，要求設(shè)計者具有較強的計算機領(lǐng)域的理論知識和實踐經(jīng)驗。3.工業(yè)控制計算機。目前比較流行的是PC總線工控機，與個人計算機兼容。工控機是在通用微機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，有實時操作系統(tǒng)的支持，在要求快速、實時性強、功能復(fù)雜的領(lǐng)域中占有優(yōu)勢。工控機價格較高。

（二）PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較

1.工作原理。兩者均可用于開關(guān)量邏輯控制，PLC的控制功能主要由軟件實現(xiàn);繼電器控制系統(tǒng)的控制功能是用硬件繼電器實現(xiàn)的。2.功能。繼電器控制系統(tǒng)功能有限;PLC具有順序控制、定時、計數(shù)、運動控制、數(shù)據(jù)處理、閉環(huán)控制和通信聯(lián)網(wǎng)等功能。3.特點。繼電器接線多而復(fù)雜，體積大、功率消耗大，系統(tǒng)可靠性差。PLC的可靠性好;抗干擾能力強;通用性強，使用方便;采用模塊化結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)組合靈活方便;編程語言簡單、易學(xué)，便于掌握;系統(tǒng)設(shè)計周期短，對生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強，安裝簡單，調(diào)試方便、維護工作量小。4.響應(yīng)速度。PLC的響應(yīng)速度一般比繼電器系統(tǒng)快得多。5.設(shè)計與調(diào)試。設(shè)計復(fù)雜控制系統(tǒng)的梯形圖要比設(shè)計相同功能的繼電器電路圖花費的時間少得多;繼電器系統(tǒng)要在硬件安裝、接線完全完成后才能進行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題后修改電路花的時間也很多;PLC控制系統(tǒng)的開關(guān)柜制作、現(xiàn)場施工和梯形圖設(shè)計可以同時進行，梯形圖可以在實驗室模擬調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題后修改非常方便。

二、組合機床構(gòu)成

組合機床是根據(jù)工件加工需要，以大量系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件，對一種或數(shù)種工件按預(yù)先確定的工序進行加工的靈活高效的專用機床。結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)率和自動化程度較高，具有一定的重新調(diào)整能力，適宜在大批、大量生產(chǎn)中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進行加工。組合機床一般是半自動的，可以對工件進行多面、多主軸加工，一般采用多軸、多刀、多工序、多面或多工位同時加工的方式，生產(chǎn)效率比通用機床高幾倍至幾十倍。由于通用部件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，可根據(jù)需要靈活配置，能縮短設(shè)計和制造周期。因此，組合機床兼有低成本和高效率的優(yōu)點，在大批、大量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，并可用以組成自動生產(chǎn)線。常見的組合機床可用電動機和液壓驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)的通用部件，由于各標(biāo)準(zhǔn)通用部件的控制電路是獨立完整的，所以當(dāng)多個動力部件組合構(gòu)成一臺組合機床時，該機床的控制電路可由各動力部件的控制電路通過一定的連接電路組合構(gòu)成。多動部件構(gòu)成的組合機床，其控制通常有三方面的工作要求：第一方面是動力部件的點動及復(fù)位控制;第二方面是動力部件的單機自動循環(huán)控制（也稱半自動循環(huán)控制）;第三方面是整批全自動工作循環(huán)控制。

三、PLC安裝原理

1.設(shè)立一個獨立的開關(guān)，并加裝熔斷器作短路保護。對PLC供電系統(tǒng)采用隔離變壓器。2.要對PLC及其相關(guān)設(shè)備進行接地處理。將PLC及其相關(guān)設(shè)備所有接地點連在一起并與系統(tǒng)接地點相接，將系統(tǒng)中所有直流電源的公共點連接到同一個單一接點上，為減小接地電阻，所有接地線應(yīng)盡量短并用2平方毫米以上的接地線。3.將動力線、控制線以及PLC的電源線和輸入/輸出線分別配線，隔離變壓器與PLC和輸入/輸出線之間采用帶屏蔽的雙絞線電纜連接，并將電纜屏蔽層可靠接地。將PLC的輸入/輸出線和大功率線分開走線，且輸入/輸出線不用同一根電纜并分開走線，交流輸出線和直泫輸出線同樣不用同一根電纜，并盡可能遠離動力線和高壓線。

四、PLC在機床電器控制中的應(yīng)用與傳統(tǒng)PLC的性能分析

在傳統(tǒng)繼電器控制機床的改造過程中，通過利用PLC作為核心控制元件，用變頻器和伺服控制來達到控制的智能化，是我國當(dāng)前諸多企業(yè)進行設(shè)備技術(shù)改造的有效途徑，采用PLC控制有著許多的優(yōu)點和優(yōu)勢，模塊化結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中容易控制，易于擴充，軟件編程輸入容易，開發(fā)升級和維護方便，集成軟件環(huán)境為日后的網(wǎng)絡(luò)控制奠定了良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。

五、結(jié)語

PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制等各種工業(yè)控制中，加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易?？偠灾?，利用PLC改造傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)可以很好的發(fā)揮PLC高可靠性、壽命長、壽命長等特點，通過改善原系統(tǒng)的啟動性能，有利于更好地節(jié)約能源，提高工作效率，為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。隨著PLC的不斷發(fā)展，機床電氣控制技術(shù)的進一步提高，利用PLC對機床電氣進行有效控制無疑是今后的發(fā)展方向。

參考文獻

[1]常文平.電氣控制與PLC原理及應(yīng)用.西安.西安電子科技大學(xué)出版社，2009.

[2]孫平.電氣控制與PLC[M].北京.高等教育出版社，2007.

[3]廖常初.PLc編程及應(yīng)用[M].北京.機械工業(yè)出版社，2008.

[4]勞動社會保障部教材辦公室可編程控制器及應(yīng)用.北京.中國勞動社會保障出版社，2007.

[5]袁秀英，組態(tài)控制技術(shù).北京.電子工業(yè)出版社，2003.