機床電氣系統優化對策探討

孫茂林 沈陽第一機床廠

石潔芳 中捷機床有限公司

機床電氣系統優化對策探討

孫茂林 沈陽第一機床廠

石潔芳 中捷機床有限公司

機床電氣的數控化技術具有復雜性、多樣性、多變性的特點，我國在此技術方面還沒有完善的、成熟的理論體系，而當今此技術又非常重要，對此技術的研究具有非常重要的意義，文章就機床電氣的數控化系統的優化與維護作了簡要分析，對數控化技術有一定的指導意義。

機床電氣 數控化 系統優化

生產機械的過程中，采取高效的機床電氣控制系統，對生產效率有著很大的提升作用。傳統的機床控制技術主要由繼電器完成控制，設備獨立性較差，在生產過程中可能出現較多的機械故障。隨著PLC技術的進步，數控機床技術得到了極大的提升，也為提高企業經濟效益做出貢獻。

一、PLC 系統具體功能

PLC劃分為固定與組合兩種類型，固定式PLC 包括I/O、電源、中央處理器、內存、顯示屏組成，構成整體模塊后不可拆卸。組合式PLC 包括I/O、電源、內存、中央處理器、機架組成，安裝過程必須遵守安裝順序，不能隨意調整。PLC 由中央處理器作為系統核心，相當于人類的大腦，每組PLC 控制器必須保證使用最少一個中央處理器，中央處理器可以對PLC 系統提供的權限收集用戶需要儲存與接收的信息，并且對信息進行掃描，收集現場裝置傳輸的相關數據與狀態，將其保存在寄存器中。中央處理器由控制總線、控制、運算、寄存等模塊組成，其處理速度與最大內存量直接決定了PLC 系統的實際工作效率，而且也會影響I/O 數量、運行速度、軟件容量等因素，是決定控制模具規模的設備。PLC可以實現限時控制功能，根據系統提供的定時器，可以進行詳細的設定，方便后期調用或修改。通過PLC系統實現步進控制，是開展下一道生產工序的關鍵工作，在完成上一道生產工序后，直接進行寄存器的移位設計，確保生產工序順利開展。最新式的PLC技術完全可以實現通信聯網工作，通過快速的信息互換技術，可以遠程進行I/O控制，將PLC系統完全劃分成多個小型控制器，可以快速進行集中管理，而且也可以實現分散控制效果。PLC技術可以實現模數轉換功效，該功能只在新型的PLC控制器中應用，如果需要調整控制模擬量，就可以選擇該方法。

二、機床電氣系統優化的必要性

為了實現機床電氣控制，必須保證可操作目標完成相關技術活動，并且滿足企業生產要求，使機床生產速度與產品質量得到極大的提升。在進行PLC系統設計的策劃階段，必須保證設計滿足以下標準要求院系統全面性，由于不同的工業生產需求差距較大，而且制作工序與設備操作要求有很大差別，所以必須保證系統可以全面提供各項技術能力，使PLC系統更加完整、系統經濟性。企業需要通過較低的成本獲得較高的經濟收益，所以策劃階段必須制定出簡便易行的PLC 系統設計方案。系統可靠性，安全生產是每個企業必須重視的重點，而穩定的生產是保證企業經濟效益的關鍵，所以必須保證PLC 系統正常運行的安全性與平穩性；系統發展性，由于PLC 技術不斷成熟，有可能在短時間內就出現嶄新的技術手段，所以在策劃的過程中，必須考慮系統升級的問題，在制造技術中預留出升級范圍，并且使用高兼容、高發展性的接口與通信技術。為了使PLC 系統效果更佳，所以必須充分考慮到PLC 控制器需要操作的范圍，了解可操作目標的具體特征與所需制造工藝。在決定操作規模時，需要根據I/O 設備數量決定操作系統最大規模，PLC 操作系統的操作規模較大，需要使用大量開關進行大量操作行為，操作設施數量較大。

三、機床電氣系統優化設計分析

（一）設計方案

在決定PLC 編寫語言時，必須充分考慮編寫簡便性，由于PLC系統是直接操作的系統，所以選擇梯形圖與指令兩種編程語言較為適合。梯形圖語言在我國的應用十分廣泛，其基礎是繼電器接觸器的梯形圖，而通過梯形圖的鏈接線表達出相互的關系。梯形圖需要自上而下進行編寫，而PLC 系統執行順序并不受梯形圖影響。通過左垂線作為梯形圖起始母線，而繼電器線圈作為終止母線。

（二）設計步驟

PLC 系統主要由硬件和軟件兩大模塊組成，硬件方面為PLC 外部裝置，軟件方面包括PLC 程序，兩方面共同組成了PLC 系統。目前常用的PLC系統需要四大步驟完成設計。設計PLC控制系統必須對被控制系統進行詳細的解析，對其中全部的信息進行了解和認識。設計人員在完成現場調查后，根據收集到的具體資料和操作人員提出的操作意見，了解到被控對象的條件、功能、時序等信息，明確PLC系統聯網狀態、系統與機械的關聯、工作方式、人機界面等要求。在選擇硬件的階段，需要考慮按鈕、開關、位置轉換裝置與傳感器等數據輸入裝置，還需要考慮到信號等、電磁閥、接觸器、執行器等輸出設備。完成PLC 控制器，需要考慮到控制器型號、I/O 模塊、電源容量等，而且在進行端口分配時，必須提供相關的名稱、編號、代碼等信息，并且提供詳細的通道分配表。在進行PLC 硬件線路圖繪制時，需要重點考慮計數器、輔助繼電器、定時器的位置。操作程序必須根據企業生產需求進行合理的編制，選擇機床生產階段適用的操作方式，并且找出效果最佳的PLC 程序。編制操作程序必須保證全部生產操作都可以實現，并且分步進行編制工作，確保每一階段的工作程序與操作性能有效，編制出更加完善的程序操作體系。正常的程序編寫順序為初始化、檢查、判斷、顯示，并且進行軟件保護。程序調節的主要內容為現場調節與模擬兩種，目前較為常用的為模擬調節，主要是收集現場信號后，選擇軟件或硬件兩種模擬方法中較為適合的一種。

四、結束語

機床自動化技術不斷成熟，機床電氣控制系統受到了社會各界的重視。PLC 系統以它獨特的優勢，在現代工業化發展中已經得到了良好的應用，其安全穩定、編寫簡單、抗阻性強、效果優越等特點，為PLC系統發展提供了良好的支持。

［1］謝明紅.PLC 的橋式組合大切機控制系統設計［J］.機電工程技術.2014

［2］李虎山.PLC 的三面銑組合機床電氣控制系統設計［J］.自動化加工技術.2015