PLC技術在數控機床電氣控制系統中的應用研究

李東旭 張昆

摘要：隨著時代的發展，我國科技水平的不斷提高，我國工業制造行業也在隨之發展，為了更加高效的提升我國工業制造水平，還需要加強先進創新型技術的應用。而PLC技術由于較高的可靠性，便捷的指令系統與現場連接等特點，被大量的工業制造企業引入，并應用于數控機床的電氣控制系統中，大大提升了相關企業的生產效率，對相關企業的發展奠定了堅實的基礎。下面就對PLC技術在數控機床電氣控制系統中的應用進行深入的分析研究。

關鍵詞：PLC技術；數控機床；電氣控制；應用研究

一、PLC技術的概念與特點

（一）PLC技術的概念

PLC技術又稱為可編程控制器，實質上是利用數字化方式對機械自動化設備進行控制，通過可編程存儲器來達到邏輯運算、順序控制、定時、計算等功能的目的；主要由電源、CPU、輸入輸出、存儲器等幾部分構成，相對于其他類型的計算機，PLC技術在編程、操作等方面具有較為明顯的優勢，同時適用范圍也較廣[1]。

（二）PLC技術的特點

眾所周知，任何一項技術被一個領域廣泛應用，都需要該項技術擁有較為獨特的特點為基礎與前提；而PLC技術的特點主要概括為以下幾點，分別是：硬件設施配套齊全、抗干擾能力較強、便于操作、功能完善、適用范圍較廣、便于操作、體積小、能耗低以及可靠性高等，由于這些特點的存在，加強了PLC技術在我國數控機床電氣控制領域應用的力度，促進了我國工業制造行業進一步發展。

二、PLC技術在數控機床中的具體應用

（一）PLC技術具體的應用形式

隨著PLC技術在我國工業制造領域的發展，現階段中PLC技術應用于數控機床電氣控制系統的方法主要有獨立式與內裝式兩種，其中內裝式PLC技術也被稱之為集成式PLC技術，通過該技術與NC技術相融合，以此來達到兩項技術之間信息傳輸的目標，以內部總線的基礎上加強了信息傳輸的速度與效率，同時還在很大程度上拓寬了信息傳遞的渠道；兩項技術可以共用CPU控制核心，同時又可以單獨使用與配置；此外，由于兩項技術的線路簡潔，系統較為穩定，同時，PLC技術的信息能夠直接通過CNC的顯示器進行顯示，因此，大部分工業企業在進行先進技術的引入時，都會選擇內裝式PLC技術應用于數控系統進行生產加工。

而獨立式PLC技術又被稱之為外裝式PLC技術，這種方式與數控系統的內部控制完全無關，且完全獨立的進行工藝的控制，不過，由于獨立式PLC技術更具有開放性，能夠極大地滿足用戶的需求，并根據需求來選擇合適的PLC技術產品，因此，該項技術擁有較為廣闊的應用領域，并在很大程度上優化數控機床的電氣控制，便于實時的對數控機床進行改進，不過兩種方式各有特點，相關的企業需要在選擇的過程中，充分的結合企業自身的實際情況，以此來選擇最適合自身企業的技術，推動工業制造企業的持續發展[2]。

（二）PLC技術與機床及系統之間的信息交換

通過PLC技術進行數字化控制的本質在于利用現代數字化的信息交換技術來對具體的操作流程進行精確的控制，而為了實現這一目的，就需要強化PLC在數控機床電氣控制系統中的信息交換功能，通過各部分的信號接口促使PLC、數控機床以及數控系統的信息進行交換，以此來加強數控機床的電氣控制。而各部分的接口主要包含四個方面，分別是：

（1）機床—PLC。由于PLC自身帶有輸入接口，因此，數控機床中的信息可以利用數字模擬的形式，通過信號傳感器輸入PLC，雖然大部分的機床在制造完成之后就被生產廠家設定了部分變量地址，不過，還需要相關的設計人員在機床的運行過程中為設備設定地址，以確保信息的順利傳輸。

（2）PLC—機床。由于PLC自身還帶有輸出接口，就需要相關的設計人員對信息傳遞的地址進行設定，以此來保障PLC與機床之間信息的順利傳遞。

（3）數控系統—PLC。數控系統的控制信息能夠直接的傳遞到PLC的寄存器當中，不過這一類的信息無法在數控系統中進行修改，相關人員僅僅能夠根據自己的需要進行選擇性的使用。而通過數控系統將數控指令M、S、T進行譯碼之后，就可以將信息直接地傳遞到PLC的寄存器當中。

（4）PLC—數控系統。不僅數控系統—PLC的信息需要傳遞到寄存器中，PLC—數控系統的信息同樣需要傳遞到寄存器中，同樣，相關的設計人員僅僅可以使用這些信息的地址而不能對其進行修改。

（三）PLC技術實際的工作流程

經過對PLC在數控機床中具體應用的分析，PLC在數控機床的實際工作流程可以劃分為以下幾步，分別是：

（1）輸入。輸入階段主要是指將大量的開關量信號、模擬量信號等通過PLC的輸入接口傳遞到PLC的輸入映像寄存器當中，依次等待機床程序進行執行。

（2）執行。由于PLC的存儲器中承載著系統的程序，程序中蘊含了大量按照特定順序排列的控制指令，極大地制約著程序的執行，例如，如果在程序中沒有編譯跳轉的指令時，就需要將系統程序從最初的指令開始進行執行，當所有的程序完成之后，才可以輸出控制信號。

（3）輸出。當系統的程序都已經全部完成之后，在輸出映像寄存器中所有的繼電器都需要斷開或接通，同時運用特定的輸出方式，來驅動外部的硬件設備。

（四）PLC技術在機床中的控制功能

所謂的PLC控制功能，主要是指通過PLC的使用來對數控機床的輸入與輸出、操作面板、伺服、警報處理、主軸轉換等方面進行控制，并以此來提高PLC技術應用于數控機床電氣控制的效率，同時推動數控機床控制性能的提高[3]。

總結：

綜上所述，隨著時代的發展，我國科技水平的不斷提高，工業制造領域也需要隨之而發展提高，而PLC技術能夠極為便利的提高數控機床日常運行過程的效率，同時提高工業企業生產運營的效率，因此，為了促使相關工業企業健康持續的發展，就需要相關企業加強PLC技術在日常生產過程中的應用，充分的發揮出PLC技術自身特點的功效，同時還需要加強相關人員對PLC技術的認識，以確保在日后的生產過程中，能夠更加熟練地運用PLC技術，以提高工業制造企業的生產水平，促進相關企業的快速發展，進而推動我國工業制造行業得到快速、有效、健康的發展。

參考文獻：

[1]鄭宗河.數控機床電氣控制系統的PLC設計[J].電子技術與軟件工程，2019（02）：107.

[2]辛忠權，陳文利.PLC在數控機床電氣控制方面的應用研究[J].科技創新導報，2018，15（09）：3+6.

[3]文曉娟，高鵬飛.PLC在數控機床電氣控制中的運用[J].科技經濟導刊，2017（24）：14-15.