基于PLC數控銑床氣動控制系統的仿真研究

趙靜

摘要：本文主要對基于PLC數控銑床氣動控制系統的組成形式、硬件和軟件，以及仿真方式進行了深入的分析，從而通過這種方式，體現出PLC對于數控銑床氣動控制系統仿真技術的發展有著積極的促進作用。

關鍵詞：PLC；數控銑床氣動控制系統；仿真

中圖分類號：TG547 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）11-0020-02

隨著我國科學技術水平的進一步提升，在對數控銑床進行控制時，為了促進控制質量的進一步提升，從而逐漸將氣動控制技術運用到了數控銑床的控制之中，并且逐漸成為了其中控制的主要方式。而在數控銑床氣動控制系統之中，氣動換刀裝置作為數控銑床其中的一種關鍵部位，如果數控銑床在使用刀具進行工作時其刀具出現了問題，就能夠通過這個裝置進行裝刀、卸刀等方面的工作，對于數控銑床工作的開展，有著極大地促進作用。

1 基于PLC數控銑床氣動控制系統的組成形式

隨著技術水平的不斷提升，數控銑床氣動控制系統為了促進自身的發展，從而將多種設備運用到了系統之中，其中不僅包括了PLC，同時還有變頻率器、電抗器、壓縮機、電機、壓力變送器等多種形式的設備[1]。為了保證相關設備在使用的過程中能夠促進工作質量的提升，在進行設備的選擇時，需要使用質量較高的設備運用在數控銑床氣動控制系統之中。比如在選擇壓縮機時，則可以使用型號為DLG-101型的單螺桿壓縮機，而電機的使用，也可以，利用功率為80千瓦的電機進行相應的工作。同時還在進行壓縮機的選用時，為了防止意外情況的出現，需要準備兩臺壓縮機。通過這種方式，有利于防止壓縮機出現故障時，能夠及時找到備用壓縮機，從而促使相關工作的繼續進行，不會對工作效率產生影響。而在進行PLC的使用時，由于PLC在使用的過程中具有開啟、運轉、停止、切換、故障診斷和報警燈方面的功能，因此可以有效的將其運用在數控銑床氣動控制系統之中。要想使得數控銑床氣動控制系統在發展的過程中變得更加自動化，將變頻調速技術運用其中就能夠產生良好的效果。而這其中的工作原理主要為：在運用的過程中進行設定值的設定，進而經過PID、電機、壓縮機、儲氣罐的順序進行相應的工作。如果在這過程中壓力過高，則需要通過壓力變速器進行壓力的控制。等到壓力降至合理的水平，就能夠重新進行全自動的操作工作，有利于促進數控銑床氣動控制系統的進一步發展。

2 基于PLC數控銑床氣動控制系統的硬件和軟件

2.1 數控銑床氣動控制系統的硬件設備

隨著我國科學技術水平的提升，PLC S7-200 CPU22作為系統的控制核心，是整個數控銑床氣動控制系統中最主要的硬件[2]。這一轉換模塊在建立的過程中為了擁有一定的質量，從而促進數控銑床氣動控制系統的進一步發展，需要進行4個輸入和一個輸出的設置。通常情況下為了進行信號的采集，必須按照一定的順序進行相關的工作。而進行采集輸入信號的工作，則是通過多路開關進行的。等到信號的被采集完成后，不僅需要進行采集值的計算，同時還要通過數字濾波器進行平均值速度的求取。在最后的工作中，為了使得其中的輸出信號能夠被轉換為標準信號，還要利用氣壓傳感器進行相關的工作。只有這樣，才能保證系統順利進行相關工作的開展。

2.2 數控銑床氣動控制系統的軟件設備

數控銑床氣動控制系統在進行工作的過程中為了促進工作質量的提升，還要利用以組態王作為上位機的軟件平臺進行相關的工作，通過這種方式，有利于工作人員在進行工作時，更有效率的進行觀察PLC的控制狀態[3]。而在進行軟件仿真界面設計的過程中，需要使用組態軟件中的窗口和子圖進行相應的連接。不過由于數控銑床在運行的過程中存在著特殊要求，系統在運行的過程中需要進行二次開發。從而通過這種方式，有利于在動畫以及音頻技術的影響之下，對于相關工作的開展，更有利于促進其工作質量的提升。

為了促進系統工作質量的進一步提升，需要頻繁使用相關的元件設備，比如換向閥、氣缸等元件的使用。而這些元件的使用由于過于頻繁，從而使得這些元件同時擁有著較高的使用頻率。比如，如果將不同元件的Active X通過VC++軟件中App Wizard功能進行相應的設計，就能夠在一定程度上促進PLC控制軟件使用效率的提升。進而將Active X做好設計工作之后，則將其控件輸入在組態軟件中。通過這種方式，就能夠讓Active X成為PLC控制軟件圖庫中的一個圖元，對于其中控件大小和顏色等方面的控制，有利于促進相關工作變得更加的便捷。同時由于控件本身在運行的過程中具有一定的移動、修改和縮放等方面的功能，因此為了保證相關工作變得更加的便利，組態軟件可以對這些功能進行調用。而在進行數控銑床氣動控制系統軟件的設計時，為了能夠讓數控銑床氣動控制系統在使用的過程中擁有一定的質量，需要按照一定的順序進行設計。在開始設計時，需要進行數控銑床波動控制設備的驅動管理的工作，進而進行數控銑床氣動控制系統圖形組態的設計。做完了相關工作之后，再進行數控銑床氣動PLC控制的程序設計的工作。再接下來的工作就是進行數控銑床氣動控制策略的制定，進而做好與PLC進行數據和命令的交接設計工作。解決完這類工作之后，設計者們就可以進行數控銑床氣動控制策略的刷新，進而運行仿真程序，從而顯示出數控銑床氣動控制系統的狀態。做好這些工作之后，需要測試其仿真結果是否滿足工作要求，如果不滿足要求，則需要返回到第一步驟繼續進行工作。如果滿足要求，則說明數控銑床氣動控制系統的仿真系統得以完成。

3 基于PLC數控銑床氣動控制系統的仿真方式

當向數控銑床氣動控制系統中輸入一個“階躍信號”時，可以得到由傳統繼電器控制和 PLC 控制所對應的裝夾刀具相對應的速度-時間變化曲線。從而通過這種方式，有利于保證PLC 控制所對應的裝夾刀具能夠在穩定的速度下進行相關的工作。同時，通過這種方式，也有利于數控銑床氣動控制系統在PLC的影響之下，能夠促進仿真技術水平的進一步提升，有利于促進控制系統工作質量的提升。endprint

而在進行仿真實驗室，如果把加工刀具的尺寸增加到原來的3倍，就能夠使得數控銑床氣動控制系統在PLC的控制下被控制的曲線，相對于傳統繼電器控制所獲得的曲線更加平穩。根據相應的研究顯示，結果表明PLC控制比傳統繼電器控制具備更好的控制精度。隨著加工刀具尺寸的增加，這種穩定程度越來越顯示出來，而傳統的繼電器控制出現了非常大波動，控制穩定性較差。因此，如果將數控銑床氣動控制系統的仿真技術在運用PLC的背景之下進行仿真技術的研究，有利于促進數控銑床氣動控制系統技術水平的進一步提升。因此，PLC對于數控銑床氣動控制系統的發展，有著一定的促進作用。

4 結語

在數控銑床氣動控制系統中利用PLC控制完成對銑刀的裝夾操作，有利于在一定程度上進一步的提高數控銑床氣動控制系統的自動化程度的效果。同時通過這種方式，對于提高數控銑床的性能，也有著一定的促進作用。如果將該控制系統運用在工作之中，不僅能夠幫助系統在使用過程中進一步的做好能源節約的工作，同時還能夠在一定程度上促進系統使用壽命的延長，能夠幫助系統盡量減少維修方面的次數。因此為了促進數控銑床氣動控制系統技術水平的進一步提升，必須將PLC運用到這其中，以促進其進一步發展。

參考文獻

[1]文麗松.PLC和變頻器在礦山空氣壓縮機改造中的應用[J].采礦技術，2013，5（5）：70 -71.

[2]甘方成，劉百芬，呂福星.空氣壓縮機節能分析及其控制系統的設計[J].工礦自動化， 2013，5（3）：72-74.

[3]謝克明，夏路易.可編程控制器原理與程序設計[M].北京：電子工業出版社，2012，15（18）：62.

Abstract：This paper focuses on the PLC CNC milling machine pneumatic control system composition， hardware and software based on the simulation， and conducted in-depth analysis， and through this way， reflect the PLC CNC milling machine for development of gas control system simulation technology has a positive role in promoting.

Key Words：PLC；NC milling machine pneumatic control system；simulationendprint