機床電氣系統(tǒng)優(yōu)化對策探討

孫茂林 沈陽第一機床廠

石潔芳 中捷機床有限公司

機床電氣系統(tǒng)優(yōu)化對策探討

孫茂林 沈陽第一機床廠

石潔芳 中捷機床有限公司

機床電氣的數(shù)控化技術(shù)具有復(fù)雜性、多樣性、多變性的特點，我國在此技術(shù)方面還沒有完善的、成熟的理論體系，而當(dāng)今此技術(shù)又非常重要，對此技術(shù)的研究具有非常重要的意義，文章就機床電氣的數(shù)控化系統(tǒng)的優(yōu)化與維護作了簡要分析，對數(shù)控化技術(shù)有一定的指導(dǎo)意義。

機床電氣 數(shù)控化 系統(tǒng)優(yōu)化

生產(chǎn)機械的過程中，采取高效的機床電氣控制系統(tǒng)，對生產(chǎn)效率有著很大的提升作用。傳統(tǒng)的機床控制技術(shù)主要由繼電器完成控制，設(shè)備獨立性較差，在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)較多的機械故障。隨著PLC技術(shù)的進步，數(shù)控機床技術(shù)得到了極大的提升，也為提高企業(yè)經(jīng)濟效益做出貢獻。

一、PLC 系統(tǒng)具體功能

PLC劃分為固定與組合兩種類型，固定式PLC 包括I/O、電源、中央處理器、內(nèi)存、顯示屏組成，構(gòu)成整體模塊后不可拆卸。組合式PLC 包括I/O、電源、內(nèi)存、中央處理器、機架組成，安裝過程必須遵守安裝順序，不能隨意調(diào)整。PLC 由中央處理器作為系統(tǒng)核心，相當(dāng)于人類的大腦，每組PLC 控制器必須保證使用最少一個中央處理器，中央處理器可以對PLC 系統(tǒng)提供的權(quán)限收集用戶需要儲存與接收的信息，并且對信息進行掃描，收集現(xiàn)場裝置傳輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)與狀態(tài)，將其保存在寄存器中。中央處理器由控制總線、控制、運算、寄存等模塊組成，其處理速度與最大內(nèi)存量直接決定了PLC 系統(tǒng)的實際工作效率，而且也會影響I/O 數(shù)量、運行速度、軟件容量等因素，是決定控制模具規(guī)模的設(shè)備。PLC可以實現(xiàn)限時控制功能，根據(jù)系統(tǒng)提供的定時器，可以進行詳細的設(shè)定，方便后期調(diào)用或修改。通過PLC系統(tǒng)實現(xiàn)步進控制，是開展下一道生產(chǎn)工序的關(guān)鍵工作，在完成上一道生產(chǎn)工序后，直接進行寄存器的移位設(shè)計，確保生產(chǎn)工序順利開展。最新式的PLC技術(shù)完全可以實現(xiàn)通信聯(lián)網(wǎng)工作，通過快速的信息互換技術(shù)，可以遠程進行I/O控制，將PLC系統(tǒng)完全劃分成多個小型控制器，可以快速進行集中管理，而且也可以實現(xiàn)分散控制效果。PLC技術(shù)可以實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功效，該功能只在新型的PLC控制器中應(yīng)用，如果需要調(diào)整控制模擬量，就可以選擇該方法。

二、機床電氣系統(tǒng)優(yōu)化的必要性

為了實現(xiàn)機床電氣控制，必須保證可操作目標完成相關(guān)技術(shù)活動，并且滿足企業(yè)生產(chǎn)要求，使機床生產(chǎn)速度與產(chǎn)品質(zhì)量得到極大的提升。在進行PLC系統(tǒng)設(shè)計的策劃階段，必須保證設(shè)計滿足以下標準要求院系統(tǒng)全面性，由于不同的工業(yè)生產(chǎn)需求差距較大，而且制作工序與設(shè)備操作要求有很大差別，所以必須保證系統(tǒng)可以全面提供各項技術(shù)能力，使PLC系統(tǒng)更加完整、系統(tǒng)經(jīng)濟性。企業(yè)需要通過較低的成本獲得較高的經(jīng)濟收益，所以策劃階段必須制定出簡便易行的PLC 系統(tǒng)設(shè)計方案。系統(tǒng)可靠性，安全生產(chǎn)是每個企業(yè)必須重視的重點，而穩(wěn)定的生產(chǎn)是保證企業(yè)經(jīng)濟效益的關(guān)鍵，所以必須保證PLC 系統(tǒng)正常運行的安全性與平穩(wěn)性；系統(tǒng)發(fā)展性，由于PLC 技術(shù)不斷成熟，有可能在短時間內(nèi)就出現(xiàn)嶄新的技術(shù)手段，所以在策劃的過程中，必須考慮系統(tǒng)升級的問題，在制造技術(shù)中預(yù)留出升級范圍，并且使用高兼容、高發(fā)展性的接口與通信技術(shù)。為了使PLC 系統(tǒng)效果更佳，所以必須充分考慮到PLC 控制器需要操作的范圍，了解可操作目標的具體特征與所需制造工藝。在決定操作規(guī)模時，需要根據(jù)I/O 設(shè)備數(shù)量決定操作系統(tǒng)最大規(guī)模，PLC 操作系統(tǒng)的操作規(guī)模較大，需要使用大量開關(guān)進行大量操作行為，操作設(shè)施數(shù)量較大。

三、機床電氣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計分析

（一）設(shè)計方案

在決定PLC 編寫語言時，必須充分考慮編寫簡便性，由于PLC系統(tǒng)是直接操作的系統(tǒng)，所以選擇梯形圖與指令兩種編程語言較為適合。梯形圖語言在我國的應(yīng)用十分廣泛，其基礎(chǔ)是繼電器接觸器的梯形圖，而通過梯形圖的鏈接線表達出相互的關(guān)系。梯形圖需要自上而下進行編寫，而PLC 系統(tǒng)執(zhí)行順序并不受梯形圖影響。通過左垂線作為梯形圖起始母線，而繼電器線圈作為終止母線。

（二）設(shè)計步驟

PLC 系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩大模塊組成，硬件方面為PLC 外部裝置，軟件方面包括PLC 程序，兩方面共同組成了PLC 系統(tǒng)。目前常用的PLC系統(tǒng)需要四大步驟完成設(shè)計。設(shè)計PLC控制系統(tǒng)必須對被控制系統(tǒng)進行詳細的解析，對其中全部的信息進行了解和認識。設(shè)計人員在完成現(xiàn)場調(diào)查后，根據(jù)收集到的具體資料和操作人員提出的操作意見，了解到被控對象的條件、功能、時序等信息，明確PLC系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)、系統(tǒng)與機械的關(guān)聯(lián)、工作方式、人機界面等要求。在選擇硬件的階段，需要考慮按鈕、開關(guān)、位置轉(zhuǎn)換裝置與傳感器等數(shù)據(jù)輸入裝置，還需要考慮到信號等、電磁閥、接觸器、執(zhí)行器等輸出設(shè)備。完成PLC 控制器，需要考慮到控制器型號、I/O 模塊、電源容量等，而且在進行端口分配時，必須提供相關(guān)的名稱、編號、代碼等信息，并且提供詳細的通道分配表。在進行PLC 硬件線路圖繪制時，需要重點考慮計數(shù)器、輔助繼電器、定時器的位置。操作程序必須根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需求進行合理的編制，選擇機床生產(chǎn)階段適用的操作方式，并且找出效果最佳的PLC 程序。編制操作程序必須保證全部生產(chǎn)操作都可以實現(xiàn)，并且分步進行編制工作，確保每一階段的工作程序與操作性能有效，編制出更加完善的程序操作體系。正常的程序編寫順序為初始化、檢查、判斷、顯示，并且進行軟件保護。程序調(diào)節(jié)的主要內(nèi)容為現(xiàn)場調(diào)節(jié)與模擬兩種，目前較為常用的為模擬調(diào)節(jié)，主要是收集現(xiàn)場信號后，選擇軟件或硬件兩種模擬方法中較為適合的一種。

四、結(jié)束語

機床自動化技術(shù)不斷成熟，機床電氣控制系統(tǒng)受到了社會各界的重視。PLC 系統(tǒng)以它獨特的優(yōu)勢，在現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展中已經(jīng)得到了良好的應(yīng)用，其安全穩(wěn)定、編寫簡單、抗阻性強、效果優(yōu)越等特點，為PLC系統(tǒng)發(fā)展提供了良好的支持。

［1］謝明紅.PLC 的橋式組合大切機控制系統(tǒng)設(shè)計［J］.機電工程技術(shù).2014

［2］李虎山.PLC 的三面銑組合機床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計［J］.自動化加工技術(shù).2015