機床電氣控制的PLC自動化系統設計探究

黃鏡榮

【摘要】近年來，數字控制技術越來越多地用于實際生產過程中。其中，PLC電氣控制技術已被廣泛用于提高效率和經濟性。主要分析PLC電氣控制系統的工作方式和特點，結合PLC控制系統的設計原理和過程，總結了PLC組合機床的設計方法和實際應用原理，以促進PLC電氣控制系統的進一步完善。

【關鍵詞】機床;電氣控制;PLC自動化系統

PLC電氣控制系統，也稱為可編程控制器，是基于現有控制器的改進的高度自動化的繼電器接觸器控制系統。該控制系統具有工作效率高，穩定性強，操作簡單，成本低等優點，近來在相關公司和工廠得到了廣泛的應用。為了促進該系統的進一步推廣和使用，主要介紹了PLC系統在機床電氣控制技術中的創新和在組合機床中的實際應用價值。

1.PLC系統的特點

1.1強大的操作靈活性。PLC的主要數據以程序形式存儲在控制器中，從而減少了與外部設備的連接和相互影響。如果需要修改數據，則只需調整內部程序，而無需更改外部線路連接。這大大簡化了控制器的操作過程，并使數據修改更加方便和靈活。

1.2響應速度快

LC系統對機床的控制主要是通過控制器對半導體電路的控制來實現的。該半導體電路具有快速響應和高精度的特性。另外，PLC系統采用了大規模集成電路和晶體管的組裝方法，有效地防止了接觸抖動和引弧現象，進一步提高了系統的靈敏度。

1.3高定時精度和寬范圍

PLC系統的計時系統還使用高度穩定的半導體電路，從而大大提高了準確性和廣度。同時，利用PLC系統還可以實現對用戶的實時控制。在使用過程中，用戶可以根據實際操作條件隨時更改時間設置，但不影響數據計算的準確性。

1.4高度的系統穩定性

除了使用微電子技術來確保電路的非接觸式開關外，PLC系統還具有自己的測試和監視系統。當發生輸入，輸出或電路故障時，系統會自動檢測測試結果并將其及時反映在控制終端中，因此您可以在最短的時間內檢查錯誤，從而確保整個系統的穩定性。

1.5工作簡單易掌握

PLC系統的設計充分體現了人性化的特點，編程語言采用了更多的圖形圖形語言。即使是初級操作員，只要掌握基本的圖形命令，他們就可以在短時間內掌握PLC系統的工作方式。此功能還使PLC系統在企業生產中得到更廣泛的應用。

2. PLC控制系統的設計原理

PLC系統控制整個企業中機床的運行，如果出現問題和障礙，可能會給企業造成巨大的經濟損失。因此，在設計控制系統時，必須將可靠性原則放在首位。 PLC系統設計中使用了許多先進的新材料，例如晶體管和半導體，為系統穩定性奠定了堅實的基礎。 經濟利益是公司在生產過程中非常重要的內容的一部分，因此在設計機床控制系統時也必須考慮經濟因素。 PLC系統的高度自動化大大減少了所需的勞動量，高穩定性大大降低了系統的維護投入，這在具有相似PLC經濟性的系統中保持了很大的優勢。 在工業生產中，系統和設備的更新非常快。要在企業生產中長時間使用該系統，必須遵循開發原則，并根據企業的實際生產需求不斷發展和完善。在設計系統時，尤其是在設計一些主要鏈接時，考慮開發和更改的能力很重要。您需要保留特定的換向空間。

3. PLC系統設計流程

充分了解被告的特征。對控制對象的全面理解是整個控制系統設計的前提和基礎。對應控制的內容的理解應包括各個方面，例如工作步驟，工作時間，生產要求等。同時，有必要準確總結數據的各個方面。在硬件選擇中，PLC硬件設備的主要部分通常包括I/O設備和I/O端口分配，并有相應的外圍硬件設備。在選擇硬件設備時，有必要充分考慮穩定性和經濟性，并選擇功能齊全且價格經濟的設備。

完成設備的組裝和連接后，也應正確調試程序。調試程序通常可以分為兩個階段。首先是虛擬調試。虛擬調試是通過特定的虛擬程序來模擬生產站點。這種程序調試可以及時發現程序工作中的一些基本問題，避免程序在實際工作中不必要的損失，并為以后的現場調試提供具體的數據參考。現場調試可基于虛擬調試在現場修復系統詳細信息。現場調試比虛擬調試更注重細節校正，這也是整個調試過程的重要一步。

4. PLC電控系統在復雜機床中的應用

4.1三面銑復合機床

三面銑削復雜機床是PLC系統應用程序的示例。三面銑削組合機床是用于加工銑削銷的自動加工設備。主要組件是床，液壓站，動力滑軌等。現有的處理程序是將要由操作員處理的零件放在電動滑軌上，并用夾具固定位置。當操作員按下加工按鈕時，繼電器開始工作，滑臺被驅動，銑頭開始加工零件。

PLC系統主要在硬件和軟件管理中控制3面銑削復雜機床。在硬件方面，PLC系統允許三面銑削復合機床通過外部電路設計和I/O資源分配對銑削銷執行單周期自動處理。在軟件方面，PLC系統通過單周期自動工作系統和單電源自動循環工作系統實現電氣元件的自動處理。

4.2復合鉆孔機

鉆床組合機床是使用PLC系統高效，自動地處理特殊部件的加工設備。 PLC在鉆井組合機床中的應用主要體現在外部接線圖上。 PLC系統通過強電流控制機床的弱電流混合系統。為避免電磁干擾，在對電源線進行布線時，應將它們與PLC的相應線分開安裝，并保持一定的距離，以消除相互之間的噪聲影響。

復合機床用于在生產過程中精確加工某些零件，這對操作精度和機器穩定性提出了很高的要求。它還為電氣控制系統設定了嚴格的標準。傳統的繼電器接觸器控制系統在可靠性和準確性方面不能滿足日益復雜的生產要求，并且在現有控制系統的基礎上，PLC系統不僅大大提高了系統的可靠性，而且還改善了自動維護功能。這樣可以減少系統維護方面的投資，并進一步提高企業的經濟效率。

4.3 PLC外部電路設計

SB0是處理命令按鈕，SQ1是滑塊起始位置開關，SQ2是要切換到工作位置的滑塊。轉換開關SA實現三種工作模式的選擇：單面銑削復合機床的單周期自動操作，單動力頭自動循環操作和微動。按鈕SB1至SB4分別控制左銑頭，右1銑頭，右2銑頭和立銑頭。位置開關SQ3至SQ 6分別控制左銑頭，右1銑頭，右2銑頭和立銑頭的單周期操作的處理間隔。按鈕SB5和SB6控制滑塊的快進和倒帶，并使用SB7和SB8控件實現滑塊的點動調整和油缸的精確調整（手動釋放和手動夾緊）。油泵和每個銑頭電機FR1至FR5觸點的長期過載保護可與PLC并聯，以存儲PLC輸入點的數量。工件夾緊和松動信號顯示（HL1和HL2），滑臺快進和倒帶信號顯示（HL3和HL4），滑臺工作前進信號顯示（HL5），液壓泵工作信號顯示（HL6）和每個銑頭加工信號指令（HL7，HL8，HL9和HL10）可以與相應的電磁體或接觸器線圈的相應端并聯連接，以存儲PLC輸出點的數量。將觸點并聯連接到PLC或將輸出設備并聯連接到PLC的相同輸出端子可以降低設備成本，但是經常使用這些方法，但是必須充分考慮控制系統的可靠性。開關QS控制機床的整個電源，SA 1控制機床的照明EL，照明電路使用36V的安全電壓。 QS和SA 1不包含在PLC控制系統中，因為它們不參與系統過程周期。

如果三面銑削復合機床執行單周期自動銑削和單動力頭自動循環工作，則必須在隨后的操作之前啟動液壓泵。也就是說，無論哪個馬達，液壓泵和每個銑削頭之間都有一個順序聯鎖。為了確保加工質量并減少故障，銑削頭，液壓泵和電動機的超載均已停止。執行單周期自動銑削時，需要確保以下互鎖：在右1個銑刀頭和立銑刀頭之間有一個順序的互鎖，在立式銑頭和右2銑刀頭之間有一個順序的互鎖。右2銑頭不能同時工作，它是互鎖的。

【參考文獻】

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