淺談PLC在數控機床控制系統中的應用

毛丹洪

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.14.048

摘 要：數控機床控制系統是機械加工制造行業發展的保障，建立數控機床控制系統可以控制機床實現多軸聯動加工，滿足機械加工生產的需要，提高加工效率。而數控機床控制系統性能的優劣決定了數控機床加工效率、形成精度和運行的穩定性。而PLC作為一種可編程的器件，PLC的出現有效地提高數控機床控制系統的操作技術水準，同時提高了數控機床的可靠性和靈活性。該文就PLC在數控機床控制系統中的應用進行了相關分析。

關鍵詞：PLC 數控機床控制系統 應用

中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）05（b）-0048-02

在科技時代里，很顯然，那種傳統的人工勞動力已經難以滿足社會發展的需要，而機械設備也逐漸取代了人力勞動，促進經濟效益的增長。數控機床作為一種裝有程序控制系統的自動化機床，數控機床的出現為機械制造行業的發展帶來了動力。作為一種機械設備，不可避免的問題就是性能問題，在數控機床運行過程中，一旦機床出現故障，就會影響到整個系統的運作，給加工企業帶來損失。伴隨著機械加工行業的發展，對數控機床性能要求也越來越高，為了滿足機械制造加工發展的需求，就必須保證數控機床裝置的可靠性、穩定性。PLC作為一項熱門技術，在相關配置和技術含量上都達到了較高的標準，可以對機械電氣控制裝置實現實時保護，有利于企業生產和加工的有序進行，這對整個機械電氣控制行業的發展起到了一定的促進作用。

1 PLC的介紹

PLC（可編程控制器件），它采用了一類可編程的存儲器，通過存儲器來執行邏輯運算、順序控制、定時、計算與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字來實現各類機械的自動化控制。PLC實質上是一種專用于工業控制的計算機，與微型計算機有著一樣的機構，由電源、CPU、存儲器、輸入輸出、功能模塊組成。PLC的變成語言簡明，無需計算機知識，使用起來方便，編程也簡單。再者PLC硬件配套齊全，適應性全，用戶能靈活方便地進行系統配置，組成不同功能、不同規模的系統。另外，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下輸入和輸出有關的少量硬件元件，可靠性高。同時，PLC利用了大量的集成電路技術，以微處理器為核心，抵抗各種干擾，抗干擾能力強[1-2]。

2 PLC在數控機床控制系統中應用的意義

數控機床是一種裝有程序控制系統的自動化機床，在當代工業加工中，數控機床有著重大作用。數控機床作為一種設備產品，它的出現有效地提高了加工生產效率，為加工企業帶來良好的經濟效益。而數控機床控制系統則是數控機床穩定、高速運行的保障，數控機床控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，用代碼的形式輸入到數控裝置中，以此來控制機床的動作，按照控制系統給出的命令來完成相應的動作。然而隨著機械制造加工規模的擴大，數控機床控制系統在運行過程中受多種因素的影響，會出現性能不穩定的現象，一旦數控機床控制系統性能不穩定，勢必就會影響到數控機床運行效率，嚴重的還會造成安全事故，造成人員的傷亡以及財產的損失。在這樣的環境下，數控機床控制系統的性能問題也引起了高度的關注。可以說，數控機床控制系統性能的高低直接影響到了數控機床的運作效率。故此，必須重視數控機床控制系統的研究。PLC是一種可編程控制器件，是以微處理器為核心的數字運算操作的電子系統裝置，在機械制造加工行業中有著不可替代的作用。PLC是在傳統的繼電接觸控制技術上的一種創新，它克服了繼電接觸控制系統中的機械接觸點的接線復雜、靈活性差、可靠性低的缺點，通過微處理器有效地提高了機械數控裝置的自動化控制水平。同時，PLC抗干擾性強、自我檢測能力強，在數控機床控制系統中應用PLC可以有效地提高機械數控裝置的性能，提高控制系統的自動化控制水平，提高數控機床運行效率，保證數控機床的安全、高效運行[3]。

3 PLC在數控機床控制系統中的應用

3.1 PLC與數控系統以及數控機床間的信息交換

對于數控機床控制系統而言，信息流通的是否順暢、能夠實現信息的共享和交換是數控機床控制系統運行的關鍵，一旦信息得不到傳遞和交換，勢必就會影響到整個系統的運作。在數控機床控制系統中，要想更好地應用PLC，就必須注重信息之間的傳遞和交換的應用。在數控機床控制系統應用PLC的過程中，信息的產生、傳遞、交換主要體現在PLC、數控機床以及數控機床控制系統3個單位。為了實現信息的更好傳遞和交換，需要采用底層PLC控制結合上位機監控的組合模式，合理而有效地設置在數控機床控制系統。分別在集控系統的3個控制室中裝置PLC主機，確保PLC與數控機床以及數控機床控制系統之間相連，將機床外側的I/O單元接口連接PLC的輸入接口，PLC編程者可以通過數控機床傳過來的信息自由定義，進行修改，然后傳遞到機床。在將PLC的輸出接口接入到機床接口時，由PLC通過輸出的接口向機床傳遞出的信息的內容和地址等也可以進行自行定義。接著是由CNC到PLC。在整個信息交流和交換的過程中，所有PLC送至CNC的信號地址與含義由CNC廠家確定，PLC編程者只可使用，不可改變和增刪[4]。

3.2 數控機床功能模塊的控制

首先，利用PLC對機床操作面板的控制。對于數控機床這種自動化設備而言，它的操作面板分為系統操作面板和機床操作面板。在數控機床控制系統中，利用PLC，通過編程，對數控機床操作面板進行控制，系統操作面板以及機床操作面板直接由PLC來進行總控制，從而減少信號的流失，避免信號流失給控制系統帶來影響；其次，信號的控制，在整個數控機床控制系統中，所有操作指令都是以信號的形式來下達，在PLC控制中，對信號的控制主要體現在輸出和輸入信號的控制。在信號輸入時，信號要經過PLC進行邏輯運算，輸入的信號種類是多樣化的，其中很多是用來檢測機床運行的信號。在信號得到處理之后就是由PLC進行輸出，這些輸出的信號經外圍控制電路中的繼電器、接觸器、電磁閥等輸出給控制對象。同時，通過PLC指令翻譯，將信息傳導出去，數控機床在得到信號指令后，按照質量要求進行工作，從而實現在功能上的控制[5]。

4 結語

隨著我國現代社會經濟的發展，對機械加工作業要求越來越高。數控機床作為一種先進的設備，它的出現給機械制造加工行業的發展帶來了動力。為了更好地提高數控機床加工效率，就必須對數控機床加工過程進行有效控制。而PLC作為一種可編程控制器件，它克服了繼電接觸控制系統中的機械接觸點的接線復雜、靈活性差、可靠性低的缺點，數控機床控制系統中能夠實現數控機床控制自動化，提高數控機床作業效率，為企業帶來更好的經濟效益。

參考文獻

[1] 蒲志新，谷艷豐，康文龍.PLC在數控機床控制系統中的應用[J].機床與液壓，2004（12）：158-159.

[2] 劉希璐，劉鵬.PLC在數控機床控制系統中的應用[J].裝備制造技術，2013（8）：149-150，160.

[3] 成軍.淺析西門子S7系列PLC在數控機床控制方面的應用研究[J].科技風，2013（24）：78.

[4] 王玲.基于PLC的數控機床電氣控制系統研究[J].新技術新工藝，2013（12）：125-127.

[5] 聶晶晶，熊曉松.利用PLC實現圓環鏈輪鏈窩加工專用數控機床控制系統改造[J].工業控制計算機，2012（5）：116-117.