PLC在機床電氣改造中的研究

石潔芳 中捷機床有限公司田野 沈陽第一機床廠

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PLC在機床電氣改造中的研究

石潔芳 中捷機床有限公司
田野 沈陽第一機床廠

摘 要：利用運動控制以及PLC基礎知識來改造老舊機床，使老舊機床重新煥發生機，是一項對于振興東北老工業基地的重要課題。文章重點針對PLC在機床電氣改造中要求，結合自身現場實際工作經驗和日常工作的心得整理并編寫，有不足之處還請各位讀者批評指證。

關鍵詞：PLC技術 機床電氣 電氣改造

采用PLC技術進行機床電路控制改造是當前社會發展的必然趨勢，同時也是當前社會發展之中，不斷提高生產效率和生產速度的關鍵。在當前社會技術不斷發展中，PLC技術的應用能夠及時的解決機床在應用中存在的各種問題。采用PLC改造的機床電路時，需要注意的問題比較多，應當在施工的過程中特別注意對其各個細小環節的控制和管理因素，更是在當前施工管理和控制過程中的主要關鍵形式。對得到的梯形圖常常需要進一步簡化和優化。通過各種相關實踐證明，在當前利用PLC技術進行對舊機床的改造是當前社會發展的主要趨勢，不僅利用了原有的設備，節約資源，而且還滿足新生產工藝的需求，更是有效的提高了其改造效率和改造質量措施，為企業經濟效益的提高奠定了基礎。

一、PLC改造原理

普通機床主要有兩種運動方式：一種是安裝在床身主軸箱內的主軸轉動；另一種是安裝在刀架上的刀具與滑板一起沿主軸軸線方向進給移動。若加工的工件較大時，轉動慣量也相應比較大，停車時必須有停車制動功能，多采用電氣制動。加工的過程中，為減小工人勞動強度和節省工作時間，在提供切削液的前提下要求溜板箱(帶動刀架移動)tt夠高速的移動。劃分控制電路時，一般分為主電動機和電動機的控制電路。而主電動機控制電路較復雜，因而可以進一步劃分為局部電路：如正反轉起動、點動控制電路、停車制動控制電路等。組合機床一般采用順序控制，在實際生產過程中，電氣控制系統的構成多采用可編程序控制器，它具有體積小，重量輕、工作可靠等特點，并且易于修改。因為PLC的輸出形式有三種，所以要根據負載的工藝要求選擇合適形式的輸出。

二、PLC技術在機床電氣控制中的應用

（一）PLC 技術的優缺點

在工業生產過程中，涉及到大量的控制設備和開關，這些設備和開關在實際工作中需要按一定的順序工作，并需要一定的邏輯保護。利用PLC 技術進行機床改造，以PLC 為核心控制元件，利用伺服系統進行智能控制，極大地提高了機床的易控性和擴充性，為網絡控制提供了良好的基礎。PLC 技術實現了機床的數字化控制和機床開關集中控制的功能。但由于機床生產廠家不斷增多，機床機型結構不斷變化，各種機床機型沒有統一的標準，在應用編程軟件時，沒有規范的編程語言。PLC 技術過于依賴硬件，用戶難以自由改變PLC 功能，這就給PLC 技術的應用帶來一定的影響。因此，在實際工作中，要求工作人員對PLC 技術的原理、硬件結構和編程指令等有更深的認識。

（二）開放式數據控制系統

PLC 控制系統是半封閉半開放的控制體系，在數據控制中自成一體，能有效解決數控系統頻繁變化引起的各種不利影響，增強數控系統的柔性，降低機床加工和生產的成本，提高數控系統的伸縮性和互換性。PLC 技術的使用不僅符合機床生產的要求，還滿足市場變化的要求。它的作用主要是將來自數控系統的各種指令進行邏輯排序，使它們能夠正確地、有序地運行，并且同時將機床的信息及工作狀態返饋給數控系統，使數控系統進行判斷后再準確地發出進一步的控制指令。因為控制軟件的集成化，現代PLC多集成在數控系統中，但它的硬件一般在規模較大的系統中采取分布式結構，通過軟件接口實現了PLC與CNC的集成，系統都是為二者間所有通信信息分別指定固定的存放地址，那些地址的信息狀態一般由系統對其進行實時監控，根據各接口信號的實時狀態加以分析判斷，然后形成下一步的控制指令，來完成對機床其它功能或運動的控制。

三、機床的PLC改造方法及過程

（一）制定控制方案

首先熟悉要改造對象的工作過程，寫出控制系統的各個功能和指標要求，擬定系統設計的總體方案必須根據改造對象中各元件之間的關系，這樣才能確定設備的電氣拖動方案；然后理性選擇電動機的參數和類型，之后選擇其它相關配套設備,根據輸入輸出設備的類型和數量，明確所需的PLC輸入輸出點數，并以此作為選擇PLC 型號的重要依據；最后合理裝配PLC的I/O 點,這是很重要的一步,使用相同類型的輸入輸出點集中配置,這樣方便編寫和閱讀程序,最終生成I/O 分配表。

（二）軟件設計與系統調試

軟件設計開始時，首先明確各部分動作的順序和條件，這就要求設計系統流程圖或功能表圖。之后根據系統流程圖或功能表圖，結合I/O地址分配編寫用戶使用程序。對于數控機床控制系統的改造，可在原有控制電路原理圖上進行改造，綜合運用上述方法對原有的控制原理圖加以修改和完善，靈活應用PLC功能指令，做到程序明白易懂。完成程序編制后，載入PLC 進行模擬調試，同時觀察并記錄各輸入量、輸出量的變化及邏輯關系，如果調試過程中出現問題應及時處理，直到符合設計要求，達到自動控制的目的。在PLC軟件成功調試的情況下，準確地使系統的各部分硬件連接，進行反復調試試運行，使機床能夠正常運行，達到數控化改造的目的。

四、結束語

由于可編程控制器PLC具有較強的抗干擾能力、極高的可靠性和相對較小的體積等各種優點，是一個理想的可以實現機電一體化的控制裝置。自可編邏輯控制器（PLC）誕生以來．經過近半個世紀的發展，性能得到了很大的提高和完善，具有可靠性高、抗干擾能力強、擴展性好、組態靈活,維修方便等諸多優點。所以用PLC 對機床電氣控制系統進行改造是非常必要的。我們通過PLC控制電機來實現數控系統點位之間的控制功能，從而通過PLC 技術可以較好的指導了數控機床的改造。

參考文獻：

[1]劉松.試論基于PLC 技術的機床電氣改造[J].黑龍江科技信息，2014

[2]張洪國.基于PLC的半精鏜機床電氣改造技術[J].科技信息，2015