PLC在數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李會國

摘要：近年來，隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)的擴(kuò)大，作為現(xiàn)代管理和控制工具的數(shù)字技術(shù)得到了可編程控制器的大量技術(shù)支持。目前，可編程控制器自動(dòng)控制技術(shù)已應(yīng)用于數(shù)控電控系統(tǒng)，其功能體現(xiàn)在數(shù)控中。PLC自動(dòng)控制技術(shù)的正確應(yīng)用不僅使系統(tǒng)具有控制程序，而且使整個(gè)系統(tǒng)具有編輯功能。因此，企業(yè)在選擇PLC系統(tǒng)時(shí)，必須考慮到數(shù)據(jù)電氣系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)際情況，才能真正發(fā)揮PLC自動(dòng)控制技術(shù)的作用，保證生產(chǎn)質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：PLC;數(shù)控機(jī)床;電氣控制;應(yīng)用分析;研究策略;

前言

制造業(yè)是專注于中國發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。機(jī)床-數(shù)據(jù)工具作為加工工業(yè)中的主要設(shè)備，不僅要控制主軸的精確連續(xù)定位，還要控制機(jī)床主軸停止/運(yùn)行等功能-數(shù)控刀具、進(jìn)給啟動(dòng)和停止。在數(shù)控機(jī)床中使用可編程控制器可以提高數(shù)控機(jī)床的工作效率。它是當(dāng)前和未來機(jī)床發(fā)展的重要方向。

一、PLC及其特點(diǎn)

PLC是一種基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)開發(fā)的高技術(shù)工業(yè)生產(chǎn)控制裝置的可編程邏輯控制器。它主要由兩個(gè)電源、中央處理器、存儲、通信和功能模塊組成。它可以執(zhí)行諸如計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等操作命令根據(jù)既定程序，通過信號輸入輸出對設(shè)備和生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。好好練習(xí)。由于系統(tǒng)規(guī)模不同以及工業(yè)生產(chǎn)不同領(lǐng)域的相關(guān)要求不同，可編程控制器可以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要靈活組合，其本身處理和計(jì)算強(qiáng)大數(shù)據(jù)的能力在一定程度上提高了控制系統(tǒng)的數(shù)字化程度。方便快捷。PLC體積小，界面設(shè)計(jì)簡單，內(nèi)部編程語言易于理解。因此，現(xiàn)場實(shí)施方便快捷，系統(tǒng)自建能力強(qiáng)，開發(fā)周期短，避免了深刻的業(yè)務(wù)制約，日常使用簡單方便。出色的抗干擾能力。PLC集成電路具有優(yōu)異的抗干擾性能和完善的接地系統(tǒng)，不僅能適應(yīng)環(huán)境，而且還能提供穩(wěn)定顯示系統(tǒng)整體功能所需的技術(shù)支持。

二、電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求及思想

使用數(shù)控機(jī)床電氣自動(dòng)化控制設(shè)備需要分布式設(shè)計(jì)、兼容性和可擴(kuò)展性。它采用分布式設(shè)計(jì)模式，以確保系統(tǒng)高效運(yùn)行，要求所有設(shè)備模塊獨(dú)立運(yùn)行，不相互干擾。因此，只有分布式開放式結(jié)構(gòu)才能使組件模塊相對獨(dú)立，從而使監(jiān)控工作能夠同時(shí)、平穩(wěn)地進(jìn)行;電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)必須兼容并可擴(kuò)展，以滿足業(yè)務(wù)用戶的個(gè)性化需求。只有當(dāng)設(shè)備具有足夠的兼容性以確保系統(tǒng)的可擴(kuò)展性時(shí)，系統(tǒng)才能以高速、靈活的方式運(yùn)行，以滿足用戶的系統(tǒng)擴(kuò)展和功能需求。對于電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，考慮可靠性、能效和智能性?？煽啃砸笫侨魏渭夹g(shù)設(shè)計(jì)中最基本和最重要的設(shè)計(jì)元素。只有可靠的設(shè)計(jì)才能確保控制系統(tǒng)的安全性，降低機(jī)器發(fā)生操作事故的可能性，并避免給企業(yè)和個(gè)人用戶帶來損失。節(jié)能設(shè)計(jì)是電氣自動(dòng)化控制設(shè)備持續(xù)發(fā)展的總體趨勢，符合中國當(dāng)前的發(fā)展需要和低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境要求。智能設(shè)計(jì)符合中國科技持續(xù)發(fā)展的趨勢。通過設(shè)置自動(dòng)化參數(shù)，我們可以激活相關(guān)的操作首選項(xiàng)，以滿足人們的需求以及生活和工作習(xí)慣。

電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從現(xiàn)場總線控制、集中監(jiān)控、同步關(guān)機(jī)和遠(yuǎn)程監(jiān)控開始。現(xiàn)場總線控制是一種科學(xué)創(chuàng)新的數(shù)字通信應(yīng)用，是連接現(xiàn)場設(shè)備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。它監(jiān)測系統(tǒng)在現(xiàn)場的開放性、實(shí)用性和安全性，隔離其他工作領(lǐng)域，有效保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，并在一定程度上減少后續(xù)設(shè)備的維護(hù)投資。集中監(jiān)控是指監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中涉及的所有設(shè)備，及時(shí)報(bào)告和給出某些模塊和部件的維修計(jì)劃，提高監(jiān)控工作的控制力，減少工作難度。但是，由于集中監(jiān)控需要大量數(shù)據(jù)，處理器處理數(shù)據(jù)的速度較慢。同步隔離系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是以準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的電路隔離控制為中心，能有效地降低切斷操作造成的臨時(shí)過電壓，而更具成本效益的電氣自動(dòng)化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是有效地降低材料能耗。

三、PLC在數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.PLC在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

隨著電子控制技術(shù)的不斷發(fā)展，可編程控制器越來越多地用于數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床中的API控制主要由輸入部分、邏輯控制部分和輸出部分組成，輸入部分通過數(shù)控機(jī)床中分布的各種傳感器收集數(shù)控機(jī)床的所有工作信息，根據(jù)內(nèi)部邏輯分析對數(shù)控機(jī)床的動(dòng)作作出相應(yīng)的判斷，并作出相應(yīng)的輸出響應(yīng)和輸出信號PLC在數(shù)控機(jī)床電氣控制模式中的優(yōu)缺點(diǎn)直接決定了控制系統(tǒng)的成敗，尤其是隨著技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效率和定位精度要求越來越高。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床-數(shù)控刀具的高精度處理，需要正確選擇機(jī)床-數(shù)控刀具API控制系統(tǒng)的性能。在選擇控制器時(shí)，應(yīng)根據(jù)計(jì)劃完成的要求、控制對象本身的特性、控制精度和系統(tǒng)運(yùn)行速度選擇相應(yīng)的控制系統(tǒng)。在選擇時(shí)，應(yīng)充分考慮到性價(jià)比等因素。目前，精密數(shù)控機(jī)床采用光學(xué)光柵伺服控制模塊+電極+主控制單元+的控制方法，對機(jī)床-數(shù)控機(jī)床的所有運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)行閉環(huán)控制。該控制方法大大提高了數(shù)控機(jī)床的軸定位精度、文件處理能力、人機(jī)交互功能和高速數(shù)據(jù)處理能力。利用伺服控制模塊和伺服電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)軸的精確水平位置，利用光柵格規(guī)則為系統(tǒng)提供了高達(dá)1 μ m的精確定位信息，數(shù)控機(jī)床中使用的PLC可訪問機(jī)床的各種傳感器，并處理相應(yīng)的信號。

2.完成數(shù)控機(jī)床PLC控制系統(tǒng)初始化梯形圖程序的編制

機(jī)床PLC控制系統(tǒng)初始化程序主要應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)機(jī)床中的所有信號，如啟停、預(yù)停和所有原始信號、所有初始信號、工作模式選擇信號和所有復(fù)位信號等。開始之前，機(jī)床-刀具可以進(jìn)行開機(jī)自檢，并將處理結(jié)果作為句子來啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)換機(jī)床-數(shù)控刀具的過程。完成后，根據(jù)機(jī)床運(yùn)行模式和過程，建立PLC控制示意圖實(shí)現(xiàn)PLC控制。編譯后必須測試PLC的可靠性。

3.4M功能

機(jī)床系統(tǒng)向可編程控制器發(fā)送手指時(shí)，可對其進(jìn)行解碼并發(fā)送到控制信號，然后控制主軸，進(jìn)行正向反轉(zhuǎn)以及啟動(dòng)和關(guān)閉，直至機(jī)床系統(tǒng)發(fā)送完成信號。不同類型的機(jī)器cnc工具可以使用可編程控制器執(zhí)行不同的輔助功能。但是，各種機(jī)床-數(shù)控刀具通常具有以下基本輔助功能：停止加工、沿針轉(zhuǎn)動(dòng)主軸、停止主軸和準(zhǔn)備刀具更換。有些功能主要由數(shù)字控制系統(tǒng)本身的硬件和軟件執(zhí)行。當(dāng)然，其中一些要素必須通過數(shù)控設(shè)備和可編程控制器的組合來實(shí)現(xiàn)。

4.5S功能

s命令的功能是控制主軸，可以分為兩種方法：代碼方法和直接指定方法。第一個(gè)數(shù)字是緊接在s之后的兩位數(shù)，它不是直接表示主軸轉(zhuǎn)速，而是指機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速序列的序列號cnc刀具。第二是機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速的值，數(shù)控刀具緊跟在s之后。規(guī)劃繪圖機(jī)的梯形程式設(shè)計(jì)。機(jī)床API有許多功能，如顯示和檢測，而梯形API圖可以廣泛應(yīng)用。同時(shí)，使用梯形板可以揭示PLC控制方法，跟蹤觀察外圍設(shè)備安裝故障的原因，并充分利用梯形板監(jiān)控功能觀察所有信號是否正常。CNC工具是一套計(jì)算機(jī)技術(shù)、可編程控制器和自動(dòng)化技術(shù)，集成在一個(gè)電子產(chǎn)品中?？刂葡到y(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的核心，與設(shè)備的良好運(yùn)行直接相關(guān)。利用PLC功率，可以充分利用機(jī)床控制系統(tǒng)，也可以為機(jī)床的故障排除和維護(hù)帶來極大便利。

結(jié)束語

綜上所述可知，PLC作為專業(yè)的工業(yè)控制設(shè)備，具有良好的開發(fā)、簡單的布線和較強(qiáng)的抗干擾能力等特點(diǎn)。分析了數(shù)控機(jī)床可編程控制器的電氣控制特性，對數(shù)控機(jī)床中可編程控制器控制的應(yīng)用方法進(jìn)行了分析和解釋。

參考文獻(xiàn)：

[1]帥旗.基于西門子840D系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床PLC應(yīng)用[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2014（02）.

[2]劉瑞已.可編程控制器在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2002（06）.

[3]許云理.PLC程序在數(shù)控機(jī)床故障診斷中的應(yīng)用[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2006（02）.

[4]李紀(jì)三，舒朝君，劉永喜，余磊，胡玉慶，江彥，李波，皮智敏.PLC在數(shù)控機(jī)床功能控制中的應(yīng)用[J].機(jī)床電器，2008，02：12-14.

[5]梁彬，齊麗君.基于PLC的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)研究[J].科技風(fēng)，2012（14）.

[6]付強(qiáng).PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017（05）.