PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應用研究

王佃超

摘? 要：PLC技術的應用是時代發(fā)展所驅，是提高工作效率、降低人工成本的有效手段，是實現(xiàn)現(xiàn)代化生產(chǎn)的有效路徑。所以，PLC技術應勢而生后機械工業(yè)行業(yè)就將其應用于數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中，為企業(yè)帶來更多經(jīng)濟效益的同時也為行業(yè)發(fā)展起到促進作用。因此，該文就PLC技術在數(shù)控機床電氣控制中的應用進行深入分析，望可為相關工作人員提供參考。

關鍵詞：PLC技術 數(shù)控機床 電氣控制系統(tǒng) 應用

中圖分類號：TG659? ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract：The application of PLC technology is driven by the development of The Times， is to improve work efficiency， reduce the effective means of labor costs， is to realize the effective path of modern production. Therefore， PLC technology should be born after the mechanical industry will be applied to the electrical control system of CNC machine tools， for enterprises to bring more economic benefits at the same time for the development of the industry played a role in promoting. Therefore， this article on PLC technology in numerical control machine electrical control of the application of in-depth analysis， hope to provide reference for the relevant staff.

Key? Words ：PLC technology; CNC machine tools; Electrical control system; Application

數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)是隨著科技發(fā)展而引入的控制系統(tǒng)，可借助計算機進行機床電氣控制，在提高生產(chǎn)效率的同時降低人工成本，進而為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。傳統(tǒng)的控制技術雖可應用于數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中，但無法滿足當前的生產(chǎn)、發(fā)展需求，所以相關企業(yè)需引入全新的控制技術。在這種情況下，PLC技術應勢而生，且在實踐中發(fā)現(xiàn)，PLC技術能夠實現(xiàn)無邏輯控制，可為數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的正常運行提供保障。但鑒于多數(shù)企業(yè)并未掌握PLC技術的應用方法，所以在日常工作中無法將PLC技術的作用最大限度地發(fā)揮出來。因此，下文對PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應用進行了深入探究，希望能給相關工作人員帶來啟發(fā)。但企業(yè)需注意，科技是不斷發(fā)展的，所以相關工作人員需對PLC技術的應用情況進行了解，并基于其在日常運用中的情況進行改進。如此，才可使PLC技術緊跟時代發(fā)展，有效推動機械工業(yè)行業(yè)進行現(xiàn)代化生產(chǎn)，促進電氣控制行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 PLC技術的概念及特點

PLC技術又被叫作可編程控制器，通過計算機實現(xiàn)了機械控制自動化。鑒于PLC技術是針對工業(yè)領域開發(fā)的一種技術，而工業(yè)領域的多數(shù)工作人員并未深入學習計算機知識，所以其具有操作簡便、編程簡單等優(yōu)勢，為其普遍應用做好了鋪墊。同時，考慮到工業(yè)領域是國家經(jīng)濟的中流砥柱，而企業(yè)發(fā)展需要依靠經(jīng)濟效益，所以PLC技術的研究者考慮到了這一問題，使其應用不僅不需要太多開發(fā)成本，還可在日常生產(chǎn)需求發(fā)生變化時通過修改程序指令進行生產(chǎn)。此外，由于PLC技術是基于數(shù)字技術的，所以可以與數(shù)字技術有效結合在一起，為信息化控制、統(tǒng)一管理提供了保障。

2 PLC技術在數(shù)控機床電氣控制中的重要意義

在數(shù)控機床運行過程中電氣控制系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，倘若電氣控制系統(tǒng)靈活性較低或者穩(wěn)定性較低，將會對數(shù)控機床運行效率、質量造成直接影響。而PLC技術是具有電子計算功能的控制系統(tǒng)，且其不易受外界因素的影響、具有自我檢測能力。所以PLC技術的有效應用可以提高數(shù)控機床控制能力、水平，為數(shù)控機床的順利運行提供保障。

3 PLC技術在數(shù)控機床電氣控制中的應用方向

PLC技術的適用范圍較廣，所以被應用于各種工業(yè)生產(chǎn)自動化控制中。就在數(shù)控機床電氣控制中的應用而言，其方向為兩種，一為“獨立式PLC技術”，二為“PLC技術與NC技術融合而成的集成式PLC技術”。兩者各有各的優(yōu)勢，且為數(shù)控機床控制提供了保障，為企業(yè)創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟效益。具體而言，獨立式PLC技術可以滿足生產(chǎn)功能需求，可以基于用戶需求進行產(chǎn)品選擇，進而對控制系統(tǒng)進行優(yōu)化升級。PLC技術與NC技術融合而成的集成式PLC技術可以提升信息交換速度、增強系統(tǒng)穩(wěn)定性、形成更加高級的功能[1]。

4 PLC技術在數(shù)控機床電氣控制中的具體應用

4.1進行數(shù)據(jù)交換

數(shù)據(jù)交換速度可直接對數(shù)控機床自動化控制效率、質量造成影響，而PLC技術依托于計算機，所以在數(shù)據(jù)交換方面有著一定的優(yōu)勢，所以相關企業(yè)需將PLC技術的應用重視起來。具體而言，PLC技術具有不易受外界影響的優(yōu)勢，所以可以為數(shù)據(jù)機床電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供保障，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。另外，相關工作人員想要提高數(shù)據(jù)交換的效率，想要實現(xiàn)實時控制，就需采用上位機監(jiān)控、低層PLC控制的組合模式[2]。

4.2工作流程設計

在數(shù)控機床電氣控制中應用PLV技術時，工作人員需對其工作流程進行合理設置，且要盡可能使其工作流程具體化。通常來講，其工作流程包括3個環(huán)節(jié)：輸入處理環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)、輸出環(huán)節(jié)。在輸入處理環(huán)節(jié)，PLC技術的主要作用就是掌握數(shù)控機床各輸入電路的實際情況、保持外部輸入電路為接通狀態(tài)。在執(zhí)行環(huán)節(jié)，PLC技術的主要作用是借助程序指令完成相應操作、根據(jù)反饋數(shù)據(jù)下達其他程序指令并執(zhí)行。但在這一階段，很容易出現(xiàn)指令操作跳轉現(xiàn)象，對控制系統(tǒng)穩(wěn)定性造成不良影響不說，還對生產(chǎn)效率造成了影響。而出現(xiàn)這種情況的根本原因是工作人員未調整好程序指令的順序。為解決這一問題，工作人員可借助存儲器對相關程序指令進行排序。在輸出環(huán)節(jié)，相關工作人員可基于實際情況選擇適合的輸出方式。

4.3控制功能中的應用

一般而言，在進行數(shù)控機床電氣控制時，工作人員會把PLC技術的控制程序融入到指令中，然后借助執(zhí)行進行操作控制。就目前情況而言，PLC技術已經(jīng)應用在了多個方面，如：可對數(shù)控機床床側進行控制，可對報警系統(tǒng)進行控制、可對信號傳遞進行控制等。就信號傳遞控制而言，PLC技術為其準確性、有效性提供了保障，為生產(chǎn)效率提高奠定了良好的基礎。而將PLC技術應用于報警系統(tǒng)控制中，可實現(xiàn)自動檢測、反饋、報警，即：檢測到數(shù)控機床出現(xiàn)異常狀態(tài)時PLC技術會將這一現(xiàn)象進行反饋，并通過亮紅燈等形式進行報警。而這就為數(shù)控機床的正常運行提供了保障[3]。

5 PLC技術應用在數(shù)控機床電氣控制應采取的改進方案

雖然PLC技術的有效應用給工業(yè)生產(chǎn)提供了很多便利，如：提高了數(shù)控機床的控制效率、質量，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，但在應用過程中容易出現(xiàn)一些問題，所以下面提出了一些改進方案。

5.1加強設備信號的穩(wěn)定性

在實際工作中常會遇到一些問題，如：PLC系統(tǒng)設定程序未響應，而出現(xiàn)這種情況的根本原因是閘門與接觸器發(fā)生了運行問題，導致PLC系統(tǒng)在發(fā)布指令時出現(xiàn)了偏差，設備無法接收到有效指令。而想要解決這一問題，相關企業(yè)就需采取加強設備穩(wěn)定性這一措施。此外，相關企業(yè)需注意，PLC技術是會隨著時代發(fā)展、科技進步而不斷更新、升級的，想要為設備持續(xù)運行能力提供保障，想要增強相關性能，就需采取相關措施進行升級操作。同時，PLC控制設備應用過程中難免會出現(xiàn)老化、損壞等問題，所以相關部門需開展定期維護檢修工作，為其運行提供保障[4]。

5.2增強故障提示的精準性

通常情況下，檢測系統(tǒng)發(fā)生問題的原因為：內(nèi)部系統(tǒng)出現(xiàn)了短路現(xiàn)象，導致整體系統(tǒng)運行受到了影響，故障分析、處理工作無法順利開展。而出現(xiàn)內(nèi)部系統(tǒng)短路這一問題的原因多為年久失修、維護工作不到位等。想要解決這一問題，相關企業(yè)就可開展相關工作，并在短時間內(nèi)找到線路故障的位置，針對線路情況開展維修工作。此外，PLC技術的故障提示功能仍有發(fā)展空間。具體而言，在進行故障檢測時，PLC技術只會檢測到出現(xiàn)了故障的設備，并不能進行預測。所以，相關學者可對其進行優(yōu)化，使其能夠檢測到可能發(fā)生的故障問題，并進行事先報警，在提高故障排查效率的同時將危險因素進行反饋，以在問題未發(fā)生之前進行故障控制[5]。

6借助PLC技術改造數(shù)控機床電氣控制的措施

6.1科學分配I/O點位

就數(shù)控機床電氣控制應用設備而言，分為輸入、輸出兩種，所以工作人員在應用PLC技術時，應當科學地開展I/O點位分配工作，關注PLC輸出點位的分配效果，并為供電的有需性提供保障。但相關工作人員需注意，各輸出點位間需采用一定的隔離措施，且在進行分組輸出的時候，可將相間電源利用起來。除此之外，在進行設備選購的時候，工作人員需要考慮到其承載容量。通常情況下，容量預留量為最少10%。只有這樣才能為PLC技術的系統(tǒng)升級、功能拓展提供保障。

6.2輸出數(shù)據(jù)需與PLC技術相匹配

PLC技術與輸出數(shù)據(jù)類型必須相匹配，否則將會出現(xiàn)系統(tǒng)故障，對數(shù)控機床控制造成直接影響，導致生產(chǎn)工作效率、質量受到影響。 PLC技術輸出類型是多種多樣的，按照輸出端負載能力進行劃分的話，可分為直流型、交流型兩種;按照電流規(guī)則劃分的話，可分為大電流、小電流兩種;按照輸出點位操作能力及頻率差異劃分的話，可分為3種，即：晶體管、晶閘管、繼電器。所以，在進行輸出數(shù)據(jù)類型選擇的時候，工作人員需要根據(jù)實際情況進行選擇，且PLC技術與輸出數(shù)據(jù)一定要相匹配。這樣才能為系統(tǒng)穩(wěn)定、安全的運行提供保障[6]。

6.3保護措施

在實踐中發(fā)現(xiàn)，機床是具備自反轉控制能力的，倘若主電路中出現(xiàn)了交流接觸器觸電問題，很容易引發(fā)電流短期超大問題，進而導致安全事故發(fā)生。而想要解決這一問題，相關企業(yè)就需在硬件位置增加互鎖裝置。除此之外，相關工作人員還需在機床的關鍵位置進行防護，以確保設備處于安全保護狀態(tài)。

7結語

綜上所述，可以看出，PLC技術是一種適用于機械工業(yè)行業(yè)的先進技術，倘若將其應用于數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中，可以將數(shù)控機床控制能力、水平有效提高，可為數(shù)控機床的順利運行提供保障，可給企業(yè)生產(chǎn)提供保障。通常情況下，PLC技術被應用于數(shù)據(jù)交換、工作流程設計、控制功能中。但相關工作人員需注意，PLC技術在實際應用中是存在一定問題的，倘若不采用相關方案進行改進，極易對企業(yè)生產(chǎn)受到影響。因此，PLC技術的應用能夠為企業(yè)營造出安全的生產(chǎn)環(huán)境，使PLC技術、數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。

參考文獻

[1] 候永愛，劉利銳.PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應用[J].電子技術與軟件工程，2020（12）：111-112.

[2] 陳華奎，付為國，顧瀟宇，等.基于PLC的多工位熱模鍛自動上料系統(tǒng)設計[J].鍛壓技術，2021，46（10）：25-30.

[3] 李宇紅.低壓鑄造機械PLC控制系統(tǒng)研究[J].特種鑄造及有色合金，2021，41（10）：1332-1333.

[4] 林彬鋒.PLC技術在數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的應用研究[J].數(shù)字技術與應用，2019，37（12）：10-11.

[5] 孫麗君，閆濤.PLC技術在全自動電氣設備控制系統(tǒng)中的應用[J].黑河學院學報，2018，9（11）：217-218.

[6] 秦旭.PLC在數(shù)控機床電氣控制方面的應用研究[J].南方農(nóng)機，2020，51（6）：206.