淺談PLC在機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用

朱元興　孫凱

摘 要 隨著計(jì)算機(jī)信息科學(xué)技術(shù)的日新月異，PLC技術(shù)應(yīng)用而生并在人類社會生產(chǎn)生活中被廣泛運(yùn)用，尤其在機(jī)床電氣控制中PLC技術(shù)發(fā)揮著極其重要的作用。本論文在對PLC技術(shù)簡要介紹分析的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析該技術(shù)在機(jī)床電氣控制領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀、問題、優(yōu)勢等進(jìn)行深入分析研究，以此總結(jié)出機(jī)床電氣工程控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化策略，以期推進(jìn)該技術(shù)更廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 PLC 機(jī)床電氣 控制 應(yīng)用

近年來，在電子信息技術(shù)飛速發(fā)展的推動下，我國的工業(yè)生產(chǎn)、社會生活、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)等各領(lǐng)域都得到了前所未有的發(fā)展。在機(jī)床電氣工程中引入plc技術(shù)，就是通過對機(jī)床裝載程序控制系統(tǒng)，采用計(jì)算機(jī)編程的方式對機(jī)床的動作實(shí)現(xiàn)控制，促使機(jī)床自動完成零件加工的方式。采用plc技術(shù)控制機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)在于極好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性、高效的自動化機(jī)床。

一、組合機(jī)床的主要構(gòu)成

組合機(jī)床主要是按照工件加工的實(shí)際需要，以大量標(biāo)準(zhǔn)化和系列化通用部件的基礎(chǔ)上，搭配少量的專用配件，嚴(yán)格按照事先設(shè)定好的加工工序?qū)σ环N或者多種工件進(jìn)行高效且靈活的專用機(jī)床。同時(shí)，組合機(jī)床在結(jié)構(gòu)方面相對比較簡單，生產(chǎn)效率以及自動化水平都相當(dāng)高，具備重新進(jìn)行整合的能力，在大批生產(chǎn)中對于零件或者工序的加工非常適用。

通常組合機(jī)床都是半自動的，在很大程度上可以實(shí)現(xiàn)工件的多面和多主軸加工，并且通常采用多個(gè)主軸、刀、面以及工序同時(shí)加工的方式，與通用機(jī)床相比生產(chǎn)效率相當(dāng)高，并且成本低，因此逐漸被廣泛應(yīng)用在大批量的生產(chǎn)過程中，在一定程度上還可以組成自動生產(chǎn)線，有利于自動化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。

基于組合機(jī)床主要是由專用的加工部件和通用的標(biāo)準(zhǔn)部件組成，其動力部件的驅(qū)動主要是液壓系統(tǒng)或者電動機(jī)，在電氣系統(tǒng)自動循環(huán)工作的控制下實(shí)現(xiàn)機(jī)電液的一體化發(fā)展，或者是機(jī)電加工設(shè)備控制的自動化。組合機(jī)床最常見的通用部件為動力滑臺，但是多數(shù)情況下是拿電動機(jī)代替驅(qū)動的，有時(shí)也會拿液壓機(jī)充當(dāng)。但是所有的標(biāo)準(zhǔn)都經(jīng)過了動力部件的控制電路，通過對不同動力部件之間的優(yōu)化組合，在很大程度上就能夠整合一臺完整的組合機(jī)床。

此外，在組合機(jī)床中我們可以利用軟件實(shí)現(xiàn)對硬件運(yùn)行狀態(tài)的有效監(jiān)督，而硬件可以對軟件的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，兩者的故障在一定程度上都能夠通過指示展現(xiàn)出來，極大地方便了操作人員的維護(hù)與更新。

二、PLC在機(jī)床電氣控制中的具體應(yīng)用

所謂的PLC主要是一種在使用過程中能夠面對經(jīng)過以及現(xiàn)場問題的可以進(jìn)行編程的保存器，專門應(yīng)用在工作環(huán)境中對數(shù)字運(yùn)算的操作進(jìn)行設(shè)計(jì)的電子體系，其所應(yīng)用的編程語言通常都非常的高級和“自然”，應(yīng)用起來相對比較靈活和便捷。同時(shí)可以通過輸入和輸出數(shù)字式或者模擬式，實(shí)現(xiàn)對各類機(jī)械以及生產(chǎn)經(jīng)過的有效控制，與其他外圍設(shè)備一樣都是在工業(yè)體系的控制中形成一個(gè)整體，按照具體的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)的，擴(kuò)展性良好。

（一）自動控制的作用

除去手工方面的復(fù)雜操作，PLC在機(jī)床電氣控制中的實(shí)際應(yīng)用，能夠幫助操作人員借助一定的編寫程序?qū)?shù)據(jù)和程序編入到一定的PLC技術(shù)的中樞芯片中，而機(jī)床電氣設(shè)備在這些數(shù)據(jù)和編程并在制定程序運(yùn)轉(zhuǎn)中工作，通過提前就已經(jīng)編譯好的程度在遇到特殊情況時(shí)自動啟動故障解決和反饋系統(tǒng)。

（二）及時(shí)反饋的作用

PLC在機(jī)電電氣控制設(shè)備自動運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，就已經(jīng)具備了掌控和反饋信息的巨大作用，操作員只需要在工作設(shè)備運(yùn)行中進(jìn)行全面的掌控即可。同時(shí)，設(shè)備所出現(xiàn)的異常情況同樣能夠從PLC所反饋的信息中了解到，如故障出現(xiàn)的具體部位、種類以及具體程度等，這很大程度上有利于操作員對故障進(jìn)行詳細(xì)的分析和處理。

（三）在照明系統(tǒng)的中的應(yīng)用

開機(jī)時(shí)通過對機(jī)床電氣系統(tǒng)的控制可以正常的啟動照明系統(tǒng)，打開控制柜其中的照明體系便會立即開啟，控制柜關(guān)閉時(shí)照明系統(tǒng)也會跟著馬上關(guān)閉，然而在應(yīng)用了PLC之后，上述過程會更加容易完成。同時(shí)，開機(jī)亮起黃色的信號燈則表示系統(tǒng)的已經(jīng)準(zhǔn)備好，紅燈亮緊急停止，綠燈亮正常運(yùn)行。

（四）在組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

組合機(jī)床主要是針對某些制定的工件，在相應(yīng)的工序下按照嚴(yán)格的要求分批次、分批量進(jìn)行加工的組合性設(shè)備，通常情況下生產(chǎn)效率非常高，機(jī)床的構(gòu)造相對比較煩瑣，因此在電氣設(shè)計(jì)方面的要求非常高，必須具備充足的可靠性和固定性，PLC在組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，便很好地解決了這一問題，實(shí)現(xiàn)了組合機(jī)床的自動控制。

由于組合機(jī)床在構(gòu)造方面相對比較煩瑣，對可靠性的要求還十分高，因此結(jié)合機(jī)床在設(shè)計(jì)方面的要求一般會在粗鏜的主軸上采用雙速交流電機(jī)，使其能夠最大限度地滿足加工端面上的需求。同時(shí)，為保證機(jī)床在加工過程中工作臺能夠始終保持封鎖的狀態(tài)，在回轉(zhuǎn)工作臺以及各動力頭的中間需要額外增加一定的互鎖電路。因此，機(jī)床電路的設(shè)計(jì)十分煩瑣，輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)要足夠多。

（五）分散控制體系

分散控制體系的存在對于確保PLC更好的掌控生產(chǎn)設(shè)備而言，具有非常重要的意義。相比較于傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，生產(chǎn)線的存在使得生產(chǎn)產(chǎn)品的效率較之前有了很大的提升。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備線的同時(shí)控制相對來說十分困難，然而PLC的應(yīng)用可以很好地解決這一問題，分散控制體系的存在能夠?qū)崿F(xiàn)對生產(chǎn)線上每一臺設(shè)備的有效控制，便于PLC各裝置之間的信息交流和傳遞，從而有利于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，使得生產(chǎn)的精度性獲得了顯著的提高。

綜上所述，PLC已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各種規(guī)模的工業(yè)控制場合中?，F(xiàn)階段，PLC已經(jīng)完全取代了以繼電器和接觸器為主的控制設(shè)備在機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用，在機(jī)床電氣控制中發(fā)揮著重要的作用。

（作者單位為沈機(jī)<上海>智能系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)有限公司）

參考文獻(xiàn)

[1] 張佳.探討PLC在機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用[J].江西建材，2016（08）：218.