PLC電氣控制在數控系統上的應用分析

【摘要】我國傳統的數控機床的電氣控制大多是繼電器控制，這樣在設備的獨立性方面就顯得相對較差，同時在接線上也比較的復雜，不能夠得到及時的控制，在長期的使用中就會造成數控系統故障頻發。而PLC在這一領域的應用由于其自身的優越特點，有效的解決了這些問題。本文主要就是對可編程邏輯控制器（PLC）在數控系統中的應用進行探究，希望通過此次研究對實際起到一定的指導作用。

【關鍵詞】電氣控制;可編程邏輯控制器;數控系統

1.可編程邏輯控制器（PLC）的基本特點分析

在可編程邏輯控制器的自身有著比較顯著的特點，這些特點也使得在數控系統中的應用在效率上有著很大的提升。首先就是在實際的使用當中比較的簡便，通過簡明的梯形圖以及語句表等編程語言即可，對于電腦知識則沒有依賴性，這樣就使得系統的開發周期就大大的縮短，同時還能夠在線進行對程序加以修改，直接的對控制方案進行改變[1]。

在功能上也比較的強大，性價比較高，在小型的可編程邏輯控制器中就有著上千能夠使用的編程元件，功能方面比較的強大，能夠對一些比較復雜的控制功能得以有效實現。并且同繼電器系統相比較而言在性價比上占有很大優勢，可編程邏輯控制器能夠通過通信聯網從而實現集中管理分散控制。

另外，可編程邏輯控制器（PLC）在抗干擾的能力以及可靠性方面也比較的優越，對于傳統的繼電器控制系統來說其中的時間繼電器以及中間繼電器等都會在接觸上容易發生故障，而可編程邏輯控制器則在硬件上較少，對接線所造成的不良故障大大的減少了。并且在其中的軟件以及硬件的抗干擾能力也相對比較強，能夠在有著強烈干擾的工業生產場地進行無礙工作，可靠性程度比較高。

最后，在這一系統的安裝設計等方面工作量也相對較少，在軟件方面可編程邏輯控制器對傳統的計數器件以及時間繼電器等進行了取代，所以在安裝設計等方面的工作大幅度減少，同時由于可編程邏輯控制器的梯形圖程序所采取的是順序控制設計的方法來進行設計的，所以能夠有規律的進行掌握，節省大量的設計時間，在系統的調試時間方面也要比繼電器系統要少很多[2]。

2.可編程邏輯控制器（PLC）系統規劃分析

數控機床電氣控制系統主要就是通過電腦網絡數控系統和強電柜所構成，而數控機床則是由機床本體以及指揮控制和輸入+輸出接口驅動裝置所組成，這樣就對數字控制的應用有效的形成了。在數控機床的電氣控制總體的布局采取了分立式的結構所結合成的方式，在兩軸所運行的設置方面也相對簡單，數控機床的設計比較嚴謹，在制作的過程中對精細這一要求比較的重視，恒定溫度的基礎提高了工作的效率。

將數控機床和可編程邏輯控制器（PLC）得到有效的連接，能夠對數控系統的完善起到重要作用[3]。其中可編程邏輯控制器（PLC）設計涵蓋著通用型以及內裝型可編程邏輯控制器（PLC），而在數控機床電氣控制系統可編程邏輯控制器（PLC）以及NC的設置當中都比較的獨立，而可編程邏輯控制器（PLC）在軟硬件上都比較的完備，在一些規定的控制任務方面都能夠自行的完成。在內裝型的可編程邏輯控制器（PLC）設置主要就是根據數控機床順序控制設計以及制造的特點所生成的，在計算機網絡資源方面能夠和CNC的裝置一起共享使用，其工作的原理示意圖如下。

圖1 數控機床系統工作原理示意圖

3.可編程邏輯控制器（PLC）在數控系統中的具體應用分析

在數控系統中的應用是多方面的，首先在開關量的控制方式上的應用，可編程邏輯控制器（PLC）技術的開關量控制的方式無論是在生活中還是在工業的生產中都比較的廣泛，PLC的芯片能夠通過程序的編寫來實現邏輯控制，同時也能夠實現順序控制的可能，在當前我國于自動化的技術方面已經是日趨的成熟，而傳統的繼電器系統也已經被可編程邏輯控制器（PLC）所取代，這一系統能夠單步連續的對周期任務加以控制。

另外，在信息交換功能方面，可編程邏輯控制器（PLC）有著信息交換的功能，所以這一功能在數控系統中的應用所發揮的作用非常重要，從而實現了數控系統和數控機床之間的信息交流，而這種交換并不是在這兩部分的局限中的交換，PLC與另外的兩者都能夠進行信息上的交互，在實際的交互中通過各自的接口位置來進行，從這里就能夠看出，在可編程邏輯控制器（PLC）和數控機床以及數控系統信息交互的過程基礎上就有著四種接口位置，也就是PLC到數控機床，PLC到數控系統，數控機床到PLC，數控系統到PLC[4]。

在正常的信息交互中，相關的信號會從數控機床的I/0端子板到達PLC，而此種接口傳達的方式地址通常都是由開發者所進行定義的，PLC電氣控制到數控機床信息交互的信號是從PLC電氣控制接口到達數控機床側，對于可編程邏輯控制器（PLC）也是自定義的，在數控系統到PLC電氣控制的信號傳達比較的直接，能夠從數控系統直接的到達PLC電氣控制當中，而PLC電氣控制到達數控系統在信息的交互中主要是和PLC以及CNC相似，在信號的地址方面開發者是不能夠進行更改的。

然后，就是可編程邏輯控制器（PLC）在數控系統中的控制功能的應用，首先在PLC電氣控制在數控系統中的控制功能最為主要的是體現在對面板的控制以及對信號傳達的控制和對數控機床側的控制這幾個方面的應用。其中在信號傳達控制應用方面主要就是在信號相互的傳達中對信號的各環節的控制，同時還有著報警這一功能，這在數控系統中的應用上也起到了很大的作用，對于出現的異常問題能夠及時的得到反映，從而達到預警效果;而在面板控制方面是對CNC順利運行的實現，在數控機床機床側的控制應用方面，對信號的傳達中可編程邏輯控制器（PLC）會將開關信號傳到PLC控制系統當中，然后對其進行讀取以及分析[5]。

最后就是基于可編程邏輯控制器（PLC）的分布式控制系統的設計應用層面，在這一過程中，分布式控制系統在設計上會比較的復雜，每個PLC都會有相對應的設備從而實現單獨的控制，在分布式的系統主要還是用于工業當中，尤其是數控系統當中，這樣就會使得無論是哪臺機器出現了問題都不會對其它的設備起到干擾，從而正常的工作。

4.結語

總而言之，對可編程邏輯控制器（PLC）電氣控制的實際應用的探究還有著諸多的問題需要深入，在當前我國的工業發展逐漸蓬勃的階段，數控系統對工業的生產起到了重要的推動作用。數控機床電氣控制系統是我國的機械行業的重大信息化工程設置當中的一個比較重要的部分，在科技不斷發展的情況下，我國的數控系統中的可編程邏輯控制器（PLC）應用將會朝著多樣化的方向進行發展，也必將能夠擁有廣闊的發展前景。

參考文獻

[1]黃莉嬋.試論PLC技術對機床電路的改造[J].時代教育，2014，（06）.

[2]劉彩霞，楊春.數控機床電氣控制系統的PLC設計[J].煤礦機械，2014，（02）.

[3]李兵，葉建雄，劉萍先.基于PLC的電排站閘位監控系統的設計[J].南昌工程學院學報，2013，（06）.

[4]梁松.基于PLC的普通車床電氣控制系統的設計研究[J].無線互聯科技，2013，（01）.

[5]閆虎民，唐春霞，龐黨鋒.淺論PLC課程工程實踐能力培養[J].職業教育研究，2012，（11）.

作者簡介：張昊（1983—），男，黑龍江齊齊哈爾人，電氣工程師，現供職于紐威數控裝備（蘇州）有限公司，研究方向：PLC電氣控制。