機(jī)械加工設(shè)備控制系統(tǒng)PLC程序探討

劉楠

摘要：以華泰機(jī)械為例，闡述機(jī)械加工設(shè)備控制系統(tǒng)中的PLC程序優(yōu)化策略，包括合理選擇PLC控制系統(tǒng)、完善PLC控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng)，PLC程序，優(yōu)化策略，機(jī)械加工設(shè)備

PLC程序是一種專門為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，在可編程存儲器的作用下來存儲一系列操作指令，在進(jìn)行數(shù)字模擬信號輸入輸出操作的基礎(chǔ)上達(dá)到操控機(jī)械生產(chǎn)的目的，使機(jī)械可以按照人為要求進(jìn)行定時(shí)、算數(shù)、計(jì)數(shù)以及順序、邏輯控制。在計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、微處理技術(shù)不斷發(fā)展的支持作用下，如今計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)成為社會各領(lǐng)域工業(yè)生產(chǎn)的大勢所趨，能夠在計(jì)算機(jī)控制程序的輔助下全方位滿足于市場對不同規(guī)格產(chǎn)品的多樣化生產(chǎn)需求。而PLC程序的出現(xiàn)則將這一趨勢推向了頂峰，能夠?yàn)楦黝I(lǐng)域的機(jī)械加工設(shè)備控制提供強(qiáng)大的微處理器，確保機(jī)械加工各項(xiàng)功能得以順利實(shí)現(xiàn)。目前PLC控制已經(jīng)憑借其自身在使用便捷、功能強(qiáng)大、應(yīng)用面廣等顯著優(yōu)勢，成為我國工業(yè)自動化領(lǐng)域的主要裝置，被廣泛運(yùn)用在工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域，為我國工業(yè)制造轉(zhuǎn)型升級提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。

1華泰機(jī)械

華泰機(jī)械全稱無錫市華泰機(jī)械廠，該公司是一所成立于1997年的機(jī)械制造企業(yè)，專注于機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)制造相關(guān)技術(shù)的開發(fā)、咨詢、維修、銷售、安裝等工作，業(yè)務(wù)范圍主要圍繞鋼材加工制造展開，涉及與之相關(guān)的機(jī)械設(shè)備及配件、數(shù)控機(jī)床設(shè)備，以及相關(guān)五金交點(diǎn)、金屬材料、包裝材料的生產(chǎn)與加工。其產(chǎn)品在社會中有著廣泛的應(yīng)用，為我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供了強(qiáng)大的技術(shù)動力支持。在多年的發(fā)展中，華泰機(jī)械始終堅(jiān)持以“品質(zhì)保證、服務(wù)專業(yè)、顧客滿意”的發(fā)展原則，在不斷提供自身技術(shù)水準(zhǔn)的同時(shí)，建立起了從產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)到生產(chǎn)為一體的服務(wù)流程，能夠切實(shí)滿足客戶的多樣化需求。在漫長的成長和發(fā)展進(jìn)程中，華泰機(jī)械憑借自身強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢，顯現(xiàn)出了迅猛的發(fā)展態(tài)勢，不僅收獲了國內(nèi)大批企業(yè)的支持，更獲得了德國、日本、法國等工業(yè)制造強(qiáng)國同行業(yè)專家的認(rèn)可。

2華泰機(jī)械加工設(shè)備控制中的PLC應(yīng)用

通過對華泰機(jī)械加工生產(chǎn)總體情況的深入了解，可以看出目前PLC在該企業(yè)中有著很好的應(yīng)用，其機(jī)械加工設(shè)備控制系統(tǒng)中涉及大量的數(shù)字化信號模擬控制裝置，如電磁閥、電機(jī)的停啟等，以及流量、壓力、溫度、計(jì)數(shù)的設(shè)定與控制等。都是在PLC本身開關(guān)量邏輯控制、運(yùn)動控制、模擬量控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的。PLC的存在可以很好地輔助機(jī)械加工設(shè)備控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對這些裝置的有效控制。同時(shí)，企業(yè)還在對原有機(jī)械設(shè)備控制材料管理、程序設(shè)計(jì)、硬件準(zhǔn)備等進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合甲方生產(chǎn)發(fā)展要求，對專屬機(jī)械設(shè)備控制系統(tǒng)、支架零件生產(chǎn)單元等進(jìn)行了升級優(yōu)化，在PLC的輔助下程序運(yùn)行效率不斷提升，可以在輸入指令后迅速做出反應(yīng)，與之相對應(yīng)的生產(chǎn)效率也有了很好的保障。

3華泰機(jī)械加工設(shè)備控制系統(tǒng)PLC程序的優(yōu)化

3.1合理選擇PLC控制系統(tǒng)

不同型號下的PLC適用范圍、作用功能也是不盡相同的。在實(shí)際生產(chǎn)中，要充分結(jié)合機(jī)械加工設(shè)備生產(chǎn)實(shí)際需求，通過對被控制對象復(fù)雜程度的深入分析，來對PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行合理選擇，以此來確保其系統(tǒng)程序功能可以得到正常發(fā)揮。目前市場中應(yīng)用較廣的PLC產(chǎn)品有日本的OMRON、FUJI，德國的SIEMENS，韓國的LG，美國的GE，以及以永宏、臺達(dá)、和利時(shí)、安控等為代表的一大批國產(chǎn)PLC品牌，這些產(chǎn)品規(guī)模都不盡相同。企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)PLC程序的最優(yōu)化設(shè)置首先就必須從選品方面入手。在PLC規(guī)模方面，企業(yè)可以根據(jù)自身機(jī)械加工生產(chǎn)流程及工藝的復(fù)雜程度來從大中小三種不同的規(guī)模中進(jìn)行合理選擇。對于華泰機(jī)械這種大規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)可選擇I＼O點(diǎn)數(shù)>512點(diǎn)的大規(guī)模PLC控制系統(tǒng)，為機(jī)械加工生產(chǎn)提供中斷控制、數(shù)據(jù)庫、智能控制、通信聯(lián)網(wǎng)、函數(shù)運(yùn)算等服務(wù)。

3.2完善PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

從硬件方面來看PLC控制系統(tǒng)包含了輸出輸入兩部分電路系統(tǒng)。其中PLC輸出電路程序設(shè)計(jì)，要依據(jù)甲方開具的生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)、要求來進(jìn)行設(shè)定。如各種變頻器、指示燈、數(shù)字直流調(diào)速器的信息輸出應(yīng)以晶體管為主，以此來滿足高頻動作操作，盡量縮短反應(yīng)時(shí)間。如若生產(chǎn)操作對輸出頻率要求不高，可選用繼電器進(jìn)行輸出操作，此種電路設(shè)計(jì)方法不僅簡單且具繼電器具有負(fù)載能力，可很好的抵抗外部信號干擾，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對于PLC輸入電路的程序設(shè)計(jì)，一般以AC85—240V為主，同時(shí)要在系統(tǒng)中增加以隔離變壓器、電源濾波器等為代表的電源凈化元件，以增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，抗擊外部信號干擾。

3.3完善PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

對于PLC控制系統(tǒng)而言，軟硬件的完善設(shè)計(jì)要同時(shí)著手開展。其中軟件的作用主要是以控制要求為基準(zhǔn)，通過程序語言的編寫，將機(jī)械制造相關(guān)工藝流程圖轉(zhuǎn)換為更易于系統(tǒng)識別的梯形圖，由此來便于PLC控制系統(tǒng)作用的發(fā)揮。軟件的設(shè)計(jì)與優(yōu)化要伴隨著機(jī)械加工設(shè)備控制整個(gè)生產(chǎn)流程當(dāng)中，軟件設(shè)計(jì)人員需要隨時(shí)根據(jù)生產(chǎn)要求對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試、升級、維護(hù)，由此來更好的掌控系統(tǒng)的運(yùn)行。PLC控制程序軟件優(yōu)化要點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn)：（1）對于I＼O具體點(diǎn)數(shù)的分配，要嚴(yán)格按照機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)流水線進(jìn)行，由前向后推進(jìn)的過程中逐步增大I/O點(diǎn)數(shù)。（2）對處于同一設(shè)備、程序，或是部件上的I/O信號，要予以集中分配、集中處理，為后期程序的維護(hù)做好準(zhǔn)備。（3）對于計(jì)數(shù)器、定時(shí)器等要予以統(tǒng)一編號，切勿使同一編號重復(fù)存在、使用的情況出現(xiàn)，最大程度保障PLC控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，對于PLC控制程序的軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)要盡可能做到簡單明了，在盡可能減少編程語言輸入的基礎(chǔ)上節(jié)約內(nèi)存容量、提高程序掃描反應(yīng)時(shí)間。

4未來發(fā)展的建議

在這里需要著重強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，華泰機(jī)械作為一家大型機(jī)械加工設(shè)備控制企業(yè)，PLC控制系統(tǒng)在其生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，一旦PLC程序的穩(wěn)定性、安全性出現(xiàn)問題，將對整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成嚴(yán)重的阻礙，致使整個(gè)生產(chǎn)加工流程被迫中斷。因此，在未來的發(fā)展中，華泰機(jī)械要著重做好PLC控制程序的抗干擾、可靠性設(shè)計(jì)工作。在對電弧干擾、共模干擾等進(jìn)行具體分析的基礎(chǔ)生，通過增強(qiáng)電源變壓器容量、增設(shè)浪涌電壓抑制電路、改變接地地點(diǎn)等各種措施，有效增強(qiáng)系統(tǒng)的防干擾能力。并對PLC程序的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行綜合調(diào)查，將周圍環(huán)境控制在0～55℃之間，將濕度控制在35%～80%之間，并保持周圍環(huán)境清潔、干凈，防止導(dǎo)電性粉末、塵埃等對系統(tǒng)所造成的影響，最大程度保障PLC系統(tǒng)以及相關(guān)元器件的可靠運(yùn)行。

5結(jié)語

華泰機(jī)械屬于我國工業(yè)制造領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)，在機(jī)械設(shè)備以及配件的開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、安裝、銷售、維護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域均有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。在未來的發(fā)展中，華泰機(jī)械要繼續(xù)做好技術(shù)研發(fā)工作，在現(xiàn)有PLC程序的基礎(chǔ)上結(jié)合其自身企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)對程序予以進(jìn)一步優(yōu)化升級，使華泰機(jī)械可以在強(qiáng)大的PLC控制程序的輔助下再造輝煌。

參考文獻(xiàn)

[1]張旭.基于PLC機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用思考[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2021（05）：82-83.

[2]趙建林.基于PLC機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2019，37（06）：25-26.

[3]安子星.PLC技術(shù)在電氣工程自動化中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)，2020，49（04）：140-141.