PLC电气控制系统在数控机床中的应用研究

PLC电气控制系统在数控机床中的应用研究

杨婉婷

中航西安飞机工业集团股份有限公司 陕西西安710089 

     摘要：PLC技术的应用是时代发展所驱，是提高工作效率、降低人工成本的有效手段，是实现现代化生产的有效路径。所以，PLC技术应势而生后机械工业行业就将其应用于数控机床电气控制系统中，为企业带来更多经济效益的同时也为行业发展起到促进作用。因此，该文就PLC技术在数控机床电气控制中的应用进行深入分析，望可为相关工作人员提供参考。 

关键词：PLC技术；数控机床；电气控制系统；应用

1. PLC技术的概念及特点

PLC技术又被称作可编程控制器，通过计算机实现了机械控制自动化。鉴于PLC技术是针对工业领域开发的一种技术，而工业领域的多数工作人员并未深入学习计算机知识，所以其具有操作简便、编程简单等优势，为其普遍应用做好了铺垫。同时，考虑到工业领域是国家经济的中流砥柱，而企业发展需要依靠经济效益，所以PLC技术的研究者考虑到了这一问题，使其应用不仅不需要太多开发成本，还可在日常生产需求发生变化时通过修改程序指令进行生产。此外，由于PLC技术是基于数字技术的，所以可以与数字技术有效结合在一起，为信息化控制、统一管理提供了保障。

2. PLC技术在数控机床电气控制中的应用方向

PLC技术的适用范围较广，所以被应用于各种工业生产自动化控制中。就在数控机床电气控制中的应用而言，其方向为两种，一是“独立式PLC技术”，二是“PLC 技术与 NC 技术融合而成的集成式 PLC 技术”。两者各有各的优势，且为数控机床控制提供了保障，为企业创造了更多的经济效益。具体而言，独立式PLC技术可以满足生产功能需求，可以基于用户需求进行产品选择，进而对控制系统进行优化升级。PLC技术与NC技术融合而成的集成式PLC技术可以提升信息交换速度、增强系统稳定性、形成更加高级的功能。

3.PLC技术在数控机床电气控制中的具体应用

3.1进行数据交换

数据交换速度可直接对数控机床自动化控制效率、质量造成影响，而PLC技术依托于计算机，在数据交换方面有着一定的优势，所以相关企业需将PLC技术的应用重视起来。具体而言，PLC技术具有不易受外界影响的优势，所以可以为数据机床电气控制系统的稳定运行提供保障，可以实现数据交换。另外，相关工作人员要想提高数据交换的效率，要想实现实时控制，就需采用上位机监控、低层PLC控制的组合模式。

3.2工作流程设计

在数控机床电气控制中应用PLC技术时，工作人员需对其工作流程进行合理设置，且要尽可能使其工作流程具体化。通常来讲，其工作流程包括3个环节：输入处理环节、执行环节、输出环节。在输入处理环节，PLC技术的主要作用就是掌握数控机床各输入电路的实际情况、保持外部输入电路为接通状态。在执行环节，PLC技术的主要作用是借助程序指令完成相应操作、根据反馈数据下达其他程序指令并执行。但在这一阶段，很容易出现指令操作跳转现象，对控制系统稳定性造成不良影响，还易对生产效率造成影响。而出现这种情况的根本原因是工作人员未调整好程序指令的顺序。为解决这一问题，工作人员可借助存储器对相关程序指令进行排序。在输出环节，相关工作人员可基于实际情况选择适合的输出方式。

3.3控制功能中的应用

一般而言，在进行数控机床电气控制时，工作人员会把PLC技术的控制程序融入到指令中，然后借助执行进行操作控制。就目前情况而言，PLC技术已经应用在了多个方面，比如：可对数控机床床侧进行控制、可对报警系统进行控制、可对信号传递进行控制等。就信号传递控制而言，PLC技术为其准确性、有效性提供了保障，为生产效率提高奠定了良好的基础。而将PLC技术应用于报警系统控制中，可实现自动检测、反馈、报警，即检测到数控机床出现异常状态时PLC技术会将这一现象进行反馈，并通过亮红灯等形式进行报警。而这就为数控机床的正常运行提供了保障。

4. PLC 技术应用在数控机床电气控制应采取的改进方案

4.1加强设备信号的稳定性

在实际工作中常会遇到一些问题，比如：PLC系统设定程序未响应，而出现这种情况的根本原因是闸门与接触器发生了运行问题，导致PLC系统在发布指令时出现了偏差，设备无法接收到有效指令。而要想解决这一问题，相关企业就需采取加强设备稳定性这一措施。此外，相关企业需注意，PLC技术是会随着时代发展、科技进步而不断更新、升级的，想要为设备持续运行能力提供保障，想要增强相关性能，就需采取相关措施进行升级操作。同时，PLC控制设备应用过程中难免会出现老化、损坏等问题，所以相关部门需开展定期维护检修工作，为其运行提供保障。

4.2增强故障提示的精准性

通常情况下，检测系统发生问题的原因为：内部系统出现了短路现象，导致整体系统运行受到了影响，故障分析、处理工作无法顺利开展。而出现内部系统短路这一问题的原因多为年久失修、维护工作不到位等。想要解决这一问题，相关企业就可开展相关工作，并在短时间内找到线路故障的位置，针对线路情况开展维修工作。此外，PLC技术的故障提示功能仍有发展空间。具体而言，在进行故障检测时，PLC技术只会检测到出现了故障的设备，并不能进行预测。所以，相关研究者可对其进行优化，使其能够检测到可能发生的故障问题，并进行事先报警，在提高故障排查效率的同时将危险因素进行反馈，以在问题未发生之前进行故障控制。

5. 借助PLC技术改造数控机床电气控制的措施

5.1科学分配I/O点位

就数控机床电气控制应用设备而言，分为输入、输出两种，所以工作人员在应用PLC技术时，应当科学地开展 I/O 点位分配工作，关注 PLC 输出点位的分配效果，并为供电的有需性提供保障。但相关工作人员需注意，各输出点位间需采用一定的隔离措施，且在进行分组输出的时候，可将相间电源利用起来。除此之外，在进行设备选购的时候，工作人员需要考虑到其承载容量。通常情况下，容量预留量为最少10%。只有这样才能为PLC技术的系统升级、功能拓展提供保障。

5.2输出数据需与PLC技术相匹配

PLC技术与输出数据类型必须相匹配，否则将会出现系统故障，对数控机床控制造成直接影响，导致生产工作效率、质量受到影响。PLC技术输出类型是多种多样的，按照输出端负载能力进行划分的话，可分为直流型、交流型两种；按照电流规则划分的话，可分为大电流、小电流两种；按照输出点位操作能力及频率差异划分的话，可分为3种，即：晶体管、晶闸管、继电器。所以，在进行输出数据类型选择的时候，工作人员需要根据实际情况进行选择，且PLC技术与输出数据一定要相匹配。这样才能为系统稳定、安全的运行提供保障。

5.3保护措施

在实践中发现，机床是具备自反转控制能力的，倘若主电路中出现了交流接触器触电问题，很容易引发电流短期超大问题，进而导致安全事故发生。而想要解决这一问题，相关企业就需在硬件位置增加互锁装置。除此之外，相关工作人员还需在机床的关键位置进行防护，以确保设备处于安全保护状态。

结语

综上所述，PLC技术是一种适用于机械工业行业的先进技术，倘若将其应用于数控机床电气控制系统中，可以将数控机床控制能力、水平有效提高，可为数控机床的顺利运行提供保障，可给企业生产提供保障。通常情况下，PLC技术被应用于数据交换、工作流程设计、控制功能中。但相关工作人员需注意，PLC技术在实际应用中是存在一定问题的，倘若不采用相关方案进行改进，极易对企业生产受到影响。因此，PLC技术的应用能够为企业营造出安全的生产环境，使PLC技术、数控机床电气控制系统处于稳定运行状态。

参考文献

[1] 候永爱,刘利锐 .PLC 技术在数控机床电气控制系统中的应用[J]. 电子技术与软件工程,2020(12):111-112.

[2] 陈华奎,付为国,顾潇宇,等.基于PLC的多工位热模锻自动上料系统设计[J]. 锻压技术, 2021, 46(10):25-30.