PLC技術(shù)在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

王佃超

摘? 要：PLC技術(shù)的應(yīng)用是時代發(fā)展所驅(qū)，是提高工作效率、降低人工成本的有效手段，是實現(xiàn)現(xiàn)代化生產(chǎn)的有效路徑。所以，PLC技術(shù)應(yīng)勢而生后機械工業(yè)行業(yè)就將其應(yīng)用于數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中，為企業(yè)帶來更多經(jīng)濟效益的同時也為行業(yè)發(fā)展起到促進作用。因此，該文就PLC技術(shù)在數(shù)控機床電氣控制中的應(yīng)用進行深入分析，望可為相關(guān)工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù) 數(shù)控機床 電氣控制系統(tǒng) 應(yīng)用

中圖分類號：TG659? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A

Abstract：The application of PLC technology is driven by the development of The Times， is to improve work efficiency， reduce the effective means of labor costs， is to realize the effective path of modern production. Therefore， PLC technology should be born after the mechanical industry will be applied to the electrical control system of CNC machine tools， for enterprises to bring more economic benefits at the same time for the development of the industry played a role in promoting. Therefore， this article on PLC technology in numerical control machine electrical control of the application of in-depth analysis， hope to provide reference for the relevant staff.

Key? Words ：PLC technology; CNC machine tools; Electrical control system; Application

數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)是隨著科技發(fā)展而引入的控制系統(tǒng)，可借助計算機進行機床電氣控制，在提高生產(chǎn)效率的同時降低人工成本，進而為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。傳統(tǒng)的控制技術(shù)雖可應(yīng)用于數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中，但無法滿足當(dāng)前的生產(chǎn)、發(fā)展需求，所以相關(guān)企業(yè)需引入全新的控制技術(shù)。在這種情況下，PLC技術(shù)應(yīng)勢而生，且在實踐中發(fā)現(xiàn)，PLC技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)無邏輯控制，可為數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的正常運行提供保障。但鑒于多數(shù)企業(yè)并未掌握PLC技術(shù)的應(yīng)用方法，所以在日常工作中無法將PLC技術(shù)的作用最大限度地發(fā)揮出來。因此，下文對PLC技術(shù)在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進行了深入探究，希望能給相關(guān)工作人員帶來啟發(fā)。但企業(yè)需注意，科技是不斷發(fā)展的，所以相關(guān)工作人員需對PLC技術(shù)的應(yīng)用情況進行了解，并基于其在日常運用中的情況進行改進。如此，才可使PLC技術(shù)緊跟時代發(fā)展，有效推動機械工業(yè)行業(yè)進行現(xiàn)代化生產(chǎn)，促進電氣控制行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 PLC技術(shù)的概念及特點

PLC技術(shù)又被叫作可編程控制器，通過計算機實現(xiàn)了機械控制自動化。鑒于PLC技術(shù)是針對工業(yè)領(lǐng)域開發(fā)的一種技術(shù)，而工業(yè)領(lǐng)域的多數(shù)工作人員并未深入學(xué)習(xí)計算機知識，所以其具有操作簡便、編程簡單等優(yōu)勢，為其普遍應(yīng)用做好了鋪墊。同時，考慮到工業(yè)領(lǐng)域是國家經(jīng)濟的中流砥柱，而企業(yè)發(fā)展需要依靠經(jīng)濟效益，所以PLC技術(shù)的研究者考慮到了這一問題，使其應(yīng)用不僅不需要太多開發(fā)成本，還可在日常生產(chǎn)需求發(fā)生變化時通過修改程序指令進行生產(chǎn)。此外，由于PLC技術(shù)是基于數(shù)字技術(shù)的，所以可以與數(shù)字技術(shù)有效結(jié)合在一起，為信息化控制、統(tǒng)一管理提供了保障。

2 PLC技術(shù)在數(shù)控機床電氣控制中的重要意義

在數(shù)控機床運行過程中電氣控制系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，倘若電氣控制系統(tǒng)靈活性較低或者穩(wěn)定性較低，將會對數(shù)控機床運行效率、質(zhì)量造成直接影響。而PLC技術(shù)是具有電子計算功能的控制系統(tǒng)，且其不易受外界因素的影響、具有自我檢測能力。所以PLC技術(shù)的有效應(yīng)用可以提高數(shù)控機床控制能力、水平，為數(shù)控機床的順利運行提供保障。

3 PLC技術(shù)在數(shù)控機床電氣控制中的應(yīng)用方向

PLC技術(shù)的適用范圍較廣，所以被應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)自動化控制中。就在數(shù)控機床電氣控制中的應(yīng)用而言，其方向為兩種，一為“獨立式PLC技術(shù)”，二為“PLC技術(shù)與NC技術(shù)融合而成的集成式PLC技術(shù)”。兩者各有各的優(yōu)勢，且為數(shù)控機床控制提供了保障，為企業(yè)創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟效益。具體而言，獨立式PLC技術(shù)可以滿足生產(chǎn)功能需求，可以基于用戶需求進行產(chǎn)品選擇，進而對控制系統(tǒng)進行優(yōu)化升級。PLC技術(shù)與NC技術(shù)融合而成的集成式PLC技術(shù)可以提升信息交換速度、增強系統(tǒng)穩(wěn)定性、形成更加高級的功能[1]。

4 PLC技術(shù)在數(shù)控機床電氣控制中的具體應(yīng)用

4.1進行數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)交換速度可直接對數(shù)控機床自動化控制效率、質(zhì)量造成影響，而PLC技術(shù)依托于計算機，所以在數(shù)據(jù)交換方面有著一定的優(yōu)勢，所以相關(guān)企業(yè)需將PLC技術(shù)的應(yīng)用重視起來。具體而言，PLC技術(shù)具有不易受外界影響的優(yōu)勢，所以可以為數(shù)據(jù)機床電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供保障，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。另外，相關(guān)工作人員想要提高數(shù)據(jù)交換的效率，想要實現(xiàn)實時控制，就需采用上位機監(jiān)控、低層PLC控制的組合模式[2]。

4.2工作流程設(shè)計

在數(shù)控機床電氣控制中應(yīng)用PLV技術(shù)時，工作人員需對其工作流程進行合理設(shè)置，且要盡可能使其工作流程具體化。通常來講，其工作流程包括3個環(huán)節(jié)：輸入處理環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)、輸出環(huán)節(jié)。在輸入處理環(huán)節(jié)，PLC技術(shù)的主要作用就是掌握數(shù)控機床各輸入電路的實際情況、保持外部輸入電路為接通狀態(tài)。在執(zhí)行環(huán)節(jié)，PLC技術(shù)的主要作用是借助程序指令完成相應(yīng)操作、根據(jù)反饋數(shù)據(jù)下達其他程序指令并執(zhí)行。但在這一階段，很容易出現(xiàn)指令操作跳轉(zhuǎn)現(xiàn)象，對控制系統(tǒng)穩(wěn)定性造成不良影響不說，還對生產(chǎn)效率造成了影響。而出現(xiàn)這種情況的根本原因是工作人員未調(diào)整好程序指令的順序。為解決這一問題，工作人員可借助存儲器對相關(guān)程序指令進行排序。在輸出環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員可基于實際情況選擇適合的輸出方式。

4.3控制功能中的應(yīng)用

一般而言，在進行數(shù)控機床電氣控制時，工作人員會把PLC技術(shù)的控制程序融入到指令中，然后借助執(zhí)行進行操作控制。就目前情況而言，PLC技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在了多個方面，如：可對數(shù)控機床床側(cè)進行控制，可對報警系統(tǒng)進行控制、可對信號傳遞進行控制等。就信號傳遞控制而言，PLC技術(shù)為其準(zhǔn)確性、有效性提供了保障，為生產(chǎn)效率提高奠定了良好的基礎(chǔ)。而將PLC技術(shù)應(yīng)用于報警系統(tǒng)控制中，可實現(xiàn)自動檢測、反饋、報警，即：檢測到數(shù)控機床出現(xiàn)異常狀態(tài)時PLC技術(shù)會將這一現(xiàn)象進行反饋，并通過亮紅燈等形式進行報警。而這就為數(shù)控機床的正常運行提供了保障[3]。

5 PLC技術(shù)應(yīng)用在數(shù)控機床電氣控制應(yīng)采取的改進方案

雖然PLC技術(shù)的有效應(yīng)用給工業(yè)生產(chǎn)提供了很多便利，如：提高了數(shù)控機床的控制效率、質(zhì)量，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，但在應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)一些問題，所以下面提出了一些改進方案。

5.1加強設(shè)備信號的穩(wěn)定性

在實際工作中常會遇到一些問題，如：PLC系統(tǒng)設(shè)定程序未響應(yīng)，而出現(xiàn)這種情況的根本原因是閘門與接觸器發(fā)生了運行問題，導(dǎo)致PLC系統(tǒng)在發(fā)布指令時出現(xiàn)了偏差，設(shè)備無法接收到有效指令。而想要解決這一問題，相關(guān)企業(yè)就需采取加強設(shè)備穩(wěn)定性這一措施。此外，相關(guān)企業(yè)需注意，PLC技術(shù)是會隨著時代發(fā)展、科技進步而不斷更新、升級的，想要為設(shè)備持續(xù)運行能力提供保障，想要增強相關(guān)性能，就需采取相關(guān)措施進行升級操作。同時，PLC控制設(shè)備應(yīng)用過程中難免會出現(xiàn)老化、損壞等問題，所以相關(guān)部門需開展定期維護檢修工作，為其運行提供保障[4]。

5.2增強故障提示的精準(zhǔn)性

通常情況下，檢測系統(tǒng)發(fā)生問題的原因為：內(nèi)部系統(tǒng)出現(xiàn)了短路現(xiàn)象，導(dǎo)致整體系統(tǒng)運行受到了影響，故障分析、處理工作無法順利開展。而出現(xiàn)內(nèi)部系統(tǒng)短路這一問題的原因多為年久失修、維護工作不到位等。想要解決這一問題，相關(guān)企業(yè)就可開展相關(guān)工作，并在短時間內(nèi)找到線路故障的位置，針對線路情況開展維修工作。此外，PLC技術(shù)的故障提示功能仍有發(fā)展空間。具體而言，在進行故障檢測時，PLC技術(shù)只會檢測到出現(xiàn)了故障的設(shè)備，并不能進行預(yù)測。所以，相關(guān)學(xué)者可對其進行優(yōu)化，使其能夠檢測到可能發(fā)生的故障問題，并進行事先報警，在提高故障排查效率的同時將危險因素進行反饋，以在問題未發(fā)生之前進行故障控制[5]。

6借助PLC技術(shù)改造數(shù)控機床電氣控制的措施

6.1科學(xué)分配I/O點位

就數(shù)控機床電氣控制應(yīng)用設(shè)備而言，分為輸入、輸出兩種，所以工作人員在應(yīng)用PLC技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)科學(xué)地開展I/O點位分配工作，關(guān)注PLC輸出點位的分配效果，并為供電的有需性提供保障。但相關(guān)工作人員需注意，各輸出點位間需采用一定的隔離措施，且在進行分組輸出的時候，可將相間電源利用起來。除此之外，在進行設(shè)備選購的時候，工作人員需要考慮到其承載容量。通常情況下，容量預(yù)留量為最少10%。只有這樣才能為PLC技術(shù)的系統(tǒng)升級、功能拓展提供保障。

6.2輸出數(shù)據(jù)需與PLC技術(shù)相匹配

PLC技術(shù)與輸出數(shù)據(jù)類型必須相匹配，否則將會出現(xiàn)系統(tǒng)故障，對數(shù)控機床控制造成直接影響，導(dǎo)致生產(chǎn)工作效率、質(zhì)量受到影響。 PLC技術(shù)輸出類型是多種多樣的，按照輸出端負載能力進行劃分的話，可分為直流型、交流型兩種;按照電流規(guī)則劃分的話，可分為大電流、小電流兩種;按照輸出點位操作能力及頻率差異劃分的話，可分為3種，即：晶體管、晶閘管、繼電器。所以，在進行輸出數(shù)據(jù)類型選擇的時候，工作人員需要根據(jù)實際情況進行選擇，且PLC技術(shù)與輸出數(shù)據(jù)一定要相匹配。這樣才能為系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的運行提供保障[6]。

6.3保護措施

在實踐中發(fā)現(xiàn)，機床是具備自反轉(zhuǎn)控制能力的，倘若主電路中出現(xiàn)了交流接觸器觸電問題，很容易引發(fā)電流短期超大問題，進而導(dǎo)致安全事故發(fā)生。而想要解決這一問題，相關(guān)企業(yè)就需在硬件位置增加互鎖裝置。除此之外，相關(guān)工作人員還需在機床的關(guān)鍵位置進行防護，以確保設(shè)備處于安全保護狀態(tài)。

7結(jié)語

綜上所述，可以看出，PLC技術(shù)是一種適用于機械工業(yè)行業(yè)的先進技術(shù)，倘若將其應(yīng)用于數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中，可以將數(shù)控機床控制能力、水平有效提高，可為數(shù)控機床的順利運行提供保障，可給企業(yè)生產(chǎn)提供保障。通常情況下，PLC技術(shù)被應(yīng)用于數(shù)據(jù)交換、工作流程設(shè)計、控制功能中。但相關(guān)工作人員需注意，PLC技術(shù)在實際應(yīng)用中是存在一定問題的，倘若不采用相關(guān)方案進行改進，極易對企業(yè)生產(chǎn)受到影響。因此，PLC技術(shù)的應(yīng)用能夠為企業(yè)營造出安全的生產(chǎn)環(huán)境，使PLC技術(shù)、數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。

參考文獻

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[2] 陳華奎，付為國，顧瀟宇，等.基于PLC的多工位熱模鍛自動上料系統(tǒng)設(shè)計[J].鍛壓技術(shù)，2021，46（10）：25-30.

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[6] 秦旭.PLC在數(shù)控機床電氣控制方面的應(yīng)用研究[J].南方農(nóng)機，2020，51（6）：206.