林彬鋒

摘要：現(xiàn)代工業(yè)與傳統(tǒng)工業(yè)最本質(zhì)上的區(qū)別就在于科學(xué)技術(shù)的不斷應(yīng)用和退陳出新，如此方能打破以往依靠人力生產(chǎn)的局面，提升整個(gè)工業(yè)行業(yè)的生產(chǎn)效率。本文筆者就針對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的PLC應(yīng)用展開(kāi)分析，希望能對(duì)國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);數(shù)控機(jī)床;電氣控制系統(tǒng);工業(yè)生產(chǎn);可編程控制器

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）12-0010-02

1 PLC技術(shù)的概念及特點(diǎn)

可編程控制器，即PLC，是一種依靠存儲(chǔ)器來(lái)進(jìn)行邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、順序控制、定時(shí)以及計(jì)算操控的技術(shù)，其將以往人工的控制轉(zhuǎn)化為數(shù)字控制，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械控制的自動(dòng)化。該技術(shù)主要被用在工業(yè)計(jì)算機(jī)中，但其在模塊構(gòu)成上卻同樣包含輸入輸出模塊、電源模塊、CPU、存儲(chǔ)器以及相應(yīng)的功能模塊等。由于PLC技術(shù)是針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的一種新型技術(shù)，所以其必須面向工業(yè)生產(chǎn)效率的提升來(lái)對(duì)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，這就使得PLC技術(shù)在編程上更為簡(jiǎn)單，能夠適應(yīng)各種領(lǐng)域的操控需求，在操作上也更為簡(jiǎn)便，對(duì)操作人員也沒(méi)有過(guò)高的計(jì)算機(jī)編程知識(shí)要求?？梢哉f(shuō)，PLC技術(shù)的這一特點(diǎn)奠定了其如今廣泛普及的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，PLC技術(shù)還具有較高的經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)槠洳⒉恍枰嚅_(kāi)發(fā)成本，且在日常生產(chǎn)中如果生產(chǎn)需求發(fā)生轉(zhuǎn)變，技術(shù)人員只需要在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)程序指令進(jìn)行修改或在線更改程序即可，而無(wú)需拆換設(shè)備，這就在極大程度上降低了生產(chǎn)成本與人力投入，變相增加了生產(chǎn)效益。此外，由于PLC可編程控制器以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，所以其能夠與網(wǎng)絡(luò)數(shù)字技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中的信息化控制以及統(tǒng)一管理，這對(duì)于保障生產(chǎn)的穩(wěn)定有序也有積極的作用。由此可見(jiàn)，PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分明顯，是數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)提高性能、提升生產(chǎn)效率的不二選擇。

2 PLC技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)必要性

鑒于PLC技術(shù)本身的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，其對(duì)于數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的改善是十分全面且顯著的。

首先，可編程控制器依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)信息的傳輸反饋和自主計(jì)算處理，最終完成對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，使數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的自動(dòng)化程度顯著提升。

其次，傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床接線復(fù)雜，且機(jī)械接觸點(diǎn)不穩(wěn)定，調(diào)試與調(diào)整復(fù)雜，自動(dòng)化程度較低。而PLC技術(shù)的微處理器在控制中能夠提升控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與流暢度，且減少了維護(hù)與調(diào)整的投入，極大提升了數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)中的適應(yīng)性。

最后，PLC技術(shù)在數(shù)據(jù)運(yùn)算、處理、控制等方面具有較強(qiáng)抗干擾能力，且通過(guò)編程可以實(shí)現(xiàn)自我檢測(cè)，這在極大程度上提升了數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的整體安全性。

3 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用方向

PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用是十分廣泛的，各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中都可以借助PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。目前，PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用主要有兩個(gè)方向，一是通過(guò)獨(dú)立式PLC技術(shù)來(lái)滿足不同用戶在生產(chǎn)中的功能需求，二是通過(guò)PLC技術(shù)與NC技術(shù)融合形成的集成式PLC技術(shù)來(lái)滿足各種高端功能數(shù)控機(jī)床在控制上的需求。其中獨(dú)立式PLC技術(shù)的應(yīng)用十分靈活，用戶可以根據(jù)自身需求選擇最適合的PLC技術(shù)產(chǎn)品，從而對(duì)現(xiàn)有控制系統(tǒng)加以優(yōu)化升級(jí)。集成式PLC技術(shù)主要是將PLC與NC技術(shù)結(jié)合，兩者在信號(hào)方面可以相互傳遞，從而使系統(tǒng)內(nèi)部總線在信息交換速度上得到極大提升，有效改善了信息傳輸渠道。不僅如此，PLC與NC技術(shù)兩者能夠共同使用一個(gè)CPU，這對(duì)于增強(qiáng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性起到極大幫助。加之兩種技術(shù)結(jié)合后能夠?qū)崿F(xiàn)一些更為高級(jí)的功能，所以集成式PLC技術(shù)在高端數(shù)控機(jī)床中能夠發(fā)揮出強(qiáng)大作用。而隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)水平和需求的不斷提升，集成式PLC技術(shù)將成為未來(lái)應(yīng)用與研究的主流。

4 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中PLC技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 信息交換中的運(yùn)用

PLC技術(shù)作為一種數(shù)字化控制技術(shù)，其主要運(yùn)用數(shù)字信息的傳遞來(lái)完成對(duì)機(jī)床控制系統(tǒng)的精細(xì)化操控，所以信息交換功能是該技術(shù)的主要功能之一。一方面，PLC技術(shù)可以連接數(shù)控系統(tǒng)以及數(shù)控機(jī)床中的各個(gè)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)多部分之間、控制系統(tǒng)與PLC之間的多方信息交互，最終構(gòu)成一整套完整的信息交換系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，通常需要針對(duì)數(shù)控機(jī)床中的不同模塊使用不同接口，如此能夠確保各部分之間的信息交換能夠更加穩(wěn)定，信息交換的準(zhǔn)確性與效率也能得到提升。此外，對(duì)于不同生產(chǎn)領(lǐng)域中的數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)，用戶也可以根據(jù)自身需求自主選擇最合適的信息傳遞方式。

4.2 工作流程設(shè)計(jì)

數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)在應(yīng)用PLC技術(shù)的過(guò)程中，需要合理設(shè)定好其具體工作流程。一般情況下，PLC技術(shù)的工作流程主要分為輸入處理階段、執(zhí)行階段以及輸出階段三個(gè)環(huán)節(jié)。

PLC輸入處理階段為數(shù)控機(jī)床中各種電路工作情況的輸入與數(shù)據(jù)生成過(guò)程，PLC能夠在此階段全面掌握數(shù)控機(jī)床各輸入電路的具體情況。此外，該階段需始終保持外部輸入電路的接通狀態(tài)，以確保電路能夠通過(guò)接口電路進(jìn)行有效輸入。

PLC執(zhí)行階段主要是通過(guò)各種程序指令來(lái)完成相關(guān)的操作。而后PLC技術(shù)還可以根據(jù)指令具體執(zhí)行中所反饋的相關(guān)數(shù)據(jù)信息來(lái)下達(dá)出其他指令并繼續(xù)執(zhí)行。該階段中必須注意的問(wèn)題是要控制好程序指令的順序，以免在指令操作中發(fā)生跳轉(zhuǎn)現(xiàn)象而給整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響。針對(duì)這一問(wèn)題，通常的做法是利用存儲(chǔ)器對(duì)各種指令進(jìn)行排序，而后指令就可以根據(jù)設(shè)定好的順序依次執(zhí)行，直至所有指令最終完成。

在設(shè)定好的一系列指令執(zhí)行完畢后，PLC的寄存器將處于待輸出的狀態(tài)，這就開(kāi)始進(jìn)入到PLC輸出階段。對(duì)于輸出的方式，用戶可以自行設(shè)定。存在于寄存器并完成轉(zhuǎn)存的輸出結(jié)果將會(huì)根據(jù)用戶設(shè)定好的輸出方式輸出并最終完成外部負(fù)載。

4.3 控制功能中的應(yīng)用

PLC對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制是通過(guò)將控制程序植入到指令中，然后在指令執(zhí)行中完成相應(yīng)的控制操作。目前，PLC技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)控機(jī)床多方面功能的控制，如對(duì)數(shù)控機(jī)床床側(cè)的控制、對(duì)面板的控制、對(duì)信號(hào)傳遞的控制、對(duì)報(bào)警系統(tǒng)的控制等。其中對(duì)信號(hào)傳遞的控制保證了信號(hào)傳遞的準(zhǔn)確有效性，而對(duì)報(bào)警系統(tǒng)的控制則實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床異常狀態(tài)的自動(dòng)檢測(cè)、反饋與報(bào)警，有助于保證數(shù)控機(jī)床日常中的正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，PLC可編程控制器強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)對(duì)工業(yè)數(shù)控機(jī)床的改進(jìn)是全方位的，其促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的自動(dòng)化、信息化發(fā)展。且隨著現(xiàn)代智能技術(shù)的不斷創(chuàng)新，PLC技術(shù)也將融入更多智能化科技元素，從而使數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)在智能化方向上邁出腳步?？梢哉f(shuō)，對(duì)PLC技術(shù)的研究與應(yīng)用永遠(yuǎn)在路上，而這也是我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然要求和重要方向。

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Research on Application of? PLC Technology in Electrical Control System of? NC Machine Tool

LIN Bin-feng

（Xinyang Technician College （Xinyang Senior Technical School）， Xinyang? Henan? 464000）

Abstract：The most essential difference between modern industry and traditional industry lies in the continuous application of science and technology and the reinvention of new ones. In this way， it can break the past situation of relying on human production and improve the production efficiency of the entire industrial industry. In this paper， the author analyzes the PLC application in the electrical control system of CNC machine tools， hoping to provide reference for the innovation and development of the domestic CNC machine tool control system.

Key words：PLC technology; CNC machine tools; electrical control systems; industrial production; programmable controller