PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應用研究

王得宏

（武威職業(yè)學院，甘肅 武威 733000）

可編程控制器簡稱為PLC，該技術是伴隨工業(yè)的快速發(fā)展而逐漸發(fā)展起來的，經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展形成了一套先進的控制電氣、運算、技術等的技術，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理、運算、調(diào)節(jié)模擬量、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，推動了現(xiàn)代化、信息化、自動化機械加工及機床控制領域的發(fā)展，在工業(yè)領域具有重要的影響作用[1]。眾所周知，隨著社會社會技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的手工業(yè)及勞動力無法滿足社會發(fā)展的基本需求，機械設備逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的勞動力。但是，隨著自動化技術的日益成熟，現(xiàn)代化機械技術與傳統(tǒng)的機械技術相比，顯著的提升了社會經(jīng)濟效益。其中，PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應用更為頻繁，基于此，本文以此為研究對象，簡要的介紹了PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應用研究，為促進我國數(shù)控機床中電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展提供一定的幫助。

1 PLC技術的基本概況

PLC是可編程控制器的簡稱，其本質(zhì)是可編程存儲器，主要借助存儲器實現(xiàn)邏輯運算、定時、順序控制、計算操作等功能，以數(shù)字的方式實現(xiàn)對機械自動化控制。PLC主要針對于工業(yè)控制計算機，與其他用途計算機功能基本一致，由輸入輸出模塊、電源模塊、CPU模塊、存儲器模塊和功能模塊等幾大功能構(gòu)成[2]。與其他計算機相比而言，PLC技術的編程更為簡單，適應性更強，操作更為便捷。

PLC技術具有更為簡單的編程特征，使得使用者更易接受并使用，以梯形圖、邏輯圖為主，對計算機編程知識的要求較低。因此，PLC技術的開發(fā)成本較低，且更利于使用現(xiàn)場的調(diào)試工作。在使用者的工作目的發(fā)生改變需求對程序指令進行修改時，并不需要將設備硬件設備拆除進行相應的修改工作，而是可以借助在線修改程序進行，有效的提高了更換工作程序指令的效率。此外，PLC技術可以與互聯(lián)網(wǎng)技術相結(jié)合，實現(xiàn)分散控制，集中管理的目的，有效的提高了該技術的實用性和可靠性，并具有較強的抗干擾能力，使得工作性能更為穩(wěn)定。基于上述性能，PLC技術廣泛的應用各種較為精密儀器的控制系統(tǒng)中，并取得了顯著的成效。PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應用，顯著的提升了數(shù)控機床的控制性能，提高了加工儀器的精密度，滿足了社會的基本需求，為推動機床向智能化發(fā)展奠定了基礎。因此，研究PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應用具有重要的現(xiàn)實意義。

2 PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應用

2.1 PLC技術在數(shù)控機床中應用形式

PLC技術是一項現(xiàn)代化的可編程控制技術，在工業(yè)機床電氣控制方面有著較為成熟的應用市場，推動了我國數(shù)控機床的發(fā)展。就目前為止，常見的PLC技術通過獨立式和內(nèi)裝式兩種方式應用于數(shù)控機床的電氣控制系統(tǒng)中，其中獨立式的PLC技術的應用空間較為廣泛，這是由于獨立式的PLC技術能夠使得用戶獲得更加有效的功能需求，并根據(jù)需求功能選擇最佳的PLC技術產(chǎn)品，可以有效的實現(xiàn)數(shù)控機床電氣系統(tǒng)的優(yōu)化控制；內(nèi)裝式的PLC技術是集成式的PLC技術[1]，該技術融合了NC技術，有效的實現(xiàn)了PLC技術與NC技術之間的信號傳遞，可以促進以內(nèi)部總線為基礎的信息交換速度，對拓寬信息渠道有明顯的提升。此外，PLC技術與NC技術既可以獨立使用，也可以通過共用CPU使用，有助于提升控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于PLC技術與NC技術可以相互結(jié)合，實現(xiàn)某些高級功能，且因二者具有較高的穩(wěn)定性能，因此內(nèi)裝式PLC技術具有更為廣闊的應用前景，國內(nèi)大多數(shù)的較高檔次的數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)采用了該技術。

2.2 PLC技術在數(shù)控機床信息交換中的應用

數(shù)字控制技術技術最本質(zhì)的目的在于通過數(shù)字化、現(xiàn)代化的信息交換技術達到操作過程中精微控制的目的。因此，PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)方面的應用就要借助于該技術的信息交換功能，借助該技術的信息交換功能就可以實現(xiàn)數(shù)控機床、數(shù)控工作系統(tǒng)和PLC技術之間的信息交換，達到最終控制數(shù)控機床中電氣設備的目的[3]。此外，在信息交換過程中不僅僅局限于某兩個、多個部分之間的信息交換，而是能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控工作系統(tǒng)與數(shù)控機床之間的全面的信息交換。為了保證各種信息交換的徹底性和穩(wěn)定性，數(shù)控機床中不同的模塊之間采用不同的接口，可以有效的提高數(shù)據(jù)信息交換的有效性，并實現(xiàn)了信息從數(shù)控機床I/O端子板到最終可編程的控制目的，并且其接口的傳達方式可以由使用者根據(jù)自身需求進行自定義設定，有效的提高了數(shù)字機床中電氣控制系統(tǒng)的實用性。

2.3 PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的工作流程

PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中應用是當前階段推進數(shù)控機床自動化、現(xiàn)代化、智能化發(fā)展的必經(jīng)歷程，有效的提高了數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的精確度，使得加工生產(chǎn)出來的產(chǎn)品精度更高，可以滿足社會市場對精密儀器的需求，因此具有廣闊的應用前景[4]。PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的工作流程可按照具體的工作順序及工作目的等分為三個階段。

具體的工作流程可以表述為：①PLC技術輸入處理階段，該階段主要借助PLC技術實現(xiàn)數(shù)字機床中各種輸入電路的實際工作情況，并在此過程獲取各類電路實際工作情況過程中產(chǎn)生的相關數(shù)據(jù)，為了提高獲取數(shù)據(jù)信息的準確性，在該步驟中一般將外部輸入電路處于接通狀態(tài)，借助接口電路達到輸入的目的后可以執(zhí)行下一步工作流程；②PLC技術執(zhí)行階段，PLC技術的實質(zhì)是可編程的控制器，因此，在PLC技術執(zhí)行階段需要相應的程序指令進行相關的操作步驟，并根據(jù)具體的執(zhí)行狀況獲得相應的數(shù)據(jù)信息，可以實現(xiàn)嚴格的按照相關事先設定的程序指令進行操作，也意味著PLC技術在數(shù)控機床中電氣控制系統(tǒng)中的使用是借助于不同類型的若干程序指令實現(xiàn)的。因此，為了使得程序指令順序不出錯，一般采用存儲器指令對不同的程序和指令進行排序，這種排序的目的是防止指令操作過程中出現(xiàn)跳轉(zhuǎn)，使得電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，即在指令執(zhí)行過程中，若沒有其他跳轉(zhuǎn)指令的干預，則指令執(zhí)行狀況從第一條指令按照事先設定好的順序逐條執(zhí)行，一直到使用者所設定的指令完成之后才能輸出處理；③PLC技術輸出階段，該階段是在完成上述兩個操作步驟的基礎上進行的，此時PLC技術的寄存器已經(jīng)處于接受輸出電路的狀態(tài)[1]。在PLC技術輸出階段，使用者可以根據(jù)自身工作需求設定一定的輸出方式，在完成相應的操作程序指令之后，將輸出結(jié)果輸出至鎖存器進而轉(zhuǎn)存，并借助特定的輸出方式實現(xiàn)外部負載的目的。

2.4 PLC技術在數(shù)控機床中的控制功能

前文已述及，PLC技術在數(shù)控機床中控制功能的實現(xiàn)是通過程序指令實現(xiàn)的，即在相應的程序流程中植入相應目的的控制程序，即控制信號的植入過程。在該過程中，為了提高控制精度，需要精確的分析與數(shù)控機床相關的各類數(shù)據(jù)與信息，在將PLC開關信號植入到可編程控制程序中，實現(xiàn)對數(shù)控機床控制的目的。目前，該技術可以實現(xiàn)有效的控制數(shù)控機床的床側(cè)，尤其是在信號傳達方面的控制技術，可以有效的開展讀取工作與分析工作數(shù)據(jù)。此外，PLC技術可以實現(xiàn)面板的控制，該技術精確的控制面板可以有效的為CNC提供保障；PLC技術實現(xiàn)了信號傳達控制的目的，在信號傳達過程中穩(wěn)定的控制技術是防止信號傳達出現(xiàn)錯誤、遺漏等的有效措施；PLC技術有助于推進報警系統(tǒng)的發(fā)展，在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)運行過程中，若數(shù)控機床的某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，此時PLC技術可獲取異常數(shù)據(jù)信息，反饋至相應的分析處理中心進行識別，判斷出出現(xiàn)異常的情況，并以警報的形式提示[5]；PLC技術有助于推動轉(zhuǎn)換控制優(yōu)化的進程，在數(shù)控機床工作中，不同操作步驟之間的有效轉(zhuǎn)換是提高數(shù)控機床現(xiàn)代化、智能化發(fā)展的有效措施，在一些數(shù)控機床中加工中心煮粥可以實現(xiàn)立轉(zhuǎn)換或臥轉(zhuǎn)換，而PLC技術可以使得該類轉(zhuǎn)換過程更為優(yōu)化，有效的提高了數(shù)控機床的控制性能。

3 結(jié)語

綜上所述，PLC技術是推動數(shù)控機床向自動化、智能化發(fā)展的必經(jīng)歷程，也是數(shù)控機床中的最核心的設備，是提高數(shù)控機床加工精度的措施之一。近年來，隨著我國工業(yè)科學技術的革新以及計算機技術的迅猛發(fā)展，PLC技術在數(shù)控機床中的應用已經(jīng)實現(xiàn)，有效的提高了數(shù)控機床的工作性能。雖然說，現(xiàn)階段PLC技術在數(shù)控機床中的應用比較成熟，但是仍然存在較大的發(fā)展空間，如如何增強PLC技術對數(shù)控機床中電氣控制系統(tǒng)的工作效率等仍存在較大的探索空間。基于此，本文以PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應用為研究對象，從4個方面總結(jié)了PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應用，為推動數(shù)控機床向自動化、智能化發(fā)展奠定基礎。