PLC在數控機床控制系統的應用及開發

摘 要：現階段我國的科學技術有了進一步的發展，在機械制造產業的發展中，將PLC控制技術應用于數控機床控制系統有著積極的作用。PLC技術的應用能將數控機床控制系統的整體效率得以有效提升，也是當前比較重要的技術應用。基于此，文章主要就PLC的一些特征和應用的流程進行闡述，然后對PLC在數控機床控制系統當中的應用和發展的趨勢進行詳細探究，希望能通過對PLC應用的理論研究，對實際的數控機床控制系統的優化起到積極作用。

關鍵詞：數控機床；PLC；應用

1 概述

數控機床在機械制造產業中起到了關鍵作用，通過數控機床的合理化應用，使機械零件的生產效率和質量得以保障，從而使整個生產的流程能順暢的進行，提高生產企業的經濟效益。在傳統的控制系統應用中，在某些方面還存在著不足，現將PLC技術應用于數控機床控制系統中，提高了機床的整體生產效率。

2 PLC特征體現及應用流程分析

2.1 PLC特征體現分析

PLC是可編程控制器的簡稱，它采用可以編制程序的存儲器，可用來在執行邏輯運算和順序控制、定時、計數和算術運算等操作的設備，通過輸入輸出接口電路，控制各種類型的機械設備或生產過程。其特點是體積小、重量輕[1]、抗干擾能力強。這些特征使得PLC在機械設備中易于裝配，能有效地實現機電一體化。

隨著PLC控制技術的不斷普及，能夠將其在多樣化電氣控制場合當中加以應用，在當前的可編輯控制器的應用上，其自身的數據運算能力愈來愈強，并在整個數字控制的領域當中都能得以有效應用，發展至今已經在位置和溫度控制等多個領域得到廣泛應用。

另外，PLC技術在實際的應用中，有著比較強的抗干擾能力。這一技術的應用主要是通過大規模集成電路技術，通過抗干擾處理技術的應用使得其工作可靠性較強。同時這一技術在硬件故障的自動檢測功能上也比較突出，PLC檢測到故障之后就能夠發出警報，這樣就使得控制系統的效率水平得到了有效提升。

除此之外，PLC技術在實際的應用中，其維護以及改造都相對比較方便，只需要簡單地調整程序設計，就能實現生產工藝的改變。在這些優勢的作用下就使得這一技術的應用愈來愈普遍化。

2.2 PLC的應用流程分析

在PLC技術的實際應用過程中，按照相應的工藝流程編寫控制程序，使控制系統發揮積極的作用。對控制系統的分析，既要對被控對象的相關要求得以有效滿足，還要加強對工作現場的理論研究等，才能制定有效的控制方案。在PLC技術的具體應用中，首先進行現場信息的輸入，這就要求能在系統軟件的控制作用基礎上，依照著相應的順序對輸入點實施掃描，對其輸入點狀態進行讀取[2]。然后就是執行程序，對輸入點的狀態進行邏輯運算。最后將邏輯運算結果送到輸出端進行輸出控制。通過PLC循環掃描的工作特性，能確保設備高效運行。

3 PLC在數控機床控制系統的應用及發展趨勢

3.1 PLC在數控機床控制系統的應用

將PLC在數控機床控制系統當中加以應用，就要注重幾個方面的問題。首先要對數控機床控制系統有充分的了解。數控機床主要是通過機械和電氣部分所構成，所以在進行PLC技術應用的時候，要對這些層面加以詳細考慮，使得PLC控制能按照邏輯條件實施順序動作[3]。由于數控機床是高效率、高精度的機械控制設備，故此，在對PLC技術的應用最為重要的目標就是其穩定性要能得以保障。

在具體的應用過程中PLC是控制系統的核心，在其硬件方面主要是通過分布式結構所構成。在系統控制中通過人機界面對程序參數加以修改或設定等。將PLC和數控機床進行連接過程中，可通過外電路連接的方法，在數控機床控制系統I/O口發出控制指令，這樣就使得PLC輸入端無觸點開關通斷，從而就能實現強電控制邏輯。在對相關的程序進行設計操作過程中，PLC通過編程器來輸入相應的程序，這樣就能有效實現控制目的，這一控制系統的工作由于是循環性的，在對程序的執行效率上也比較強。還有是在軟件故障檢測的設計過程中，主要是在硬件設計的基礎上采取軟件檢測外部形成的開關狀態，在行程開關失效之后也能在相應的程序下執行對機床的運行起到控制作用。

PLC的梯形圖編程法在數控系統中的應用比較突出，主要體現在檢測功能以及顯示功能上。梯形圖編程法能夠對數控機床的工作情況、坐標位置和機床的參數等信息加以傳遞[4]。也能把數控機床的接口電路狀態以及內部繼電器的工作狀態等直觀地顯示出來，并能根據梯形圖對控制邏輯外圍設施故障進行分析，極大地提高了控制系統的運行及維護效率。

PLC技術能夠和數控系統和數控機床間進行信息的交換。數控機床可編程控制器在數控機床間的信息交換主要是在編程控制器PLC以及CNC之間實現的信息交換，在這一過程中就分成幾個方面：從機床到PLC的信息交換，主要是將機床側的I/O接口單元的信號傳遞給PLC，通過PLC的邏輯運算功能實現機床的運動控制；從機床到機床間的信息交換，通過現場總線的數據傳輸方式，實現機床間的數據共享并形成多機床聯合加工。

3.2 PLC在數控機床控制系統的應用發展趨勢

我國是機械制造大國，在對數控機床的應用規模上也比較大，只有充分的注重數控機床的控制系統優化，對新技術的應用進行加強，就能保障整體的生產效率水平的提升。從目前我國對數控技術的應用情況來看，在諸多方面還需要進一步加強，在對PLC的技術應用方面，要注重對其選擇的科學性，這樣才能起到積極的作用，才能在高精度的控制上得以保障，對自動化生產水平才能有效的提升。

進入到新的發展時代，PLC技術在數控機床控制系統的應用將會得到進一步的提升。隨著PLC技術的不斷發展，對多任務功能、互聯網+、小型化、模塊化、功能化提出了更新的要求。PLC技術在高速處理能力會進一步的加強，對集成化的軟件應用將得到大力的發展，信息技術在可編程序控制器中的應用會愈來愈強，一些微型的可編程序控制器將會在未來的發展中占據主導地位。

4 結束語

總而言之，對于當前我國的數控機床控制系統的現狀，要能從多方面加以重視，將PLC技術應用在數控機床控制系統中，能將整體的控制效率和控制質量有效提高。數字技術在機械制造領域的應用比較廣泛，而PLC技術的應用使得其應用空間有了進一步的提升，只有充分注重對新技術的科學應用，才能對社會發展起到積極促進作用，才能將其生產效率以及競爭力得到有效提升。

參考文獻

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