PLC在机床电气控制系统改造中的应用

PLC在机床电气控制系统改造中的应用

摘要：机床电气控制系统是我国工业发展的重要组成，PLC在机床电气控制中的应用提高了电气控制系统的整体运行水平。文章对PLC技术系统工作原理进行分析，探讨PLC在机床电气控制系统改造中的应用。

关键字：PLC技术；机床电气；电气控制；控制系统

引言

随着现代社会的发展，社会生产各个领域对于自动化技术的需求逐渐增加，需要通过自动化技术完成对生产链条的升级应用。而在现代社会发展过程中，电气工程以及电力生产是非常重要的环节，通过对电气生产以及电气工程进行自动化设计管控，可以在最大程度上实现电气工程技术的综合应用，确保PLC技术应用更加合理，也可以在电气工程技术应用中，实现对自动化技术的实施，确保项目应用合理。PLC技术在电气工程自动化控制中应用，可以完成控制程序编程，同时也可以完成对控制的综合应用分析，提升技术应用效果。

1PLC技术系统工作原理

PLC控制系统流程由输入采样、程序执行、输出刷新步骤组成。在输入采样步骤中，现场传感器将运行参数及监测信号发送至可编程逻辑控制器，装置采取扫描方式按顺序读取输入数据及状态，根据扫描结果将其分类存储至I/O映像区单元，而在输入脉冲信号时，要求脉冲信号宽度超过单个扫描周期，确保输入信号被有效读取，待输入数据及状态读取完毕后，完成输入采样操作。在程序执行步骤中，按特定顺序扫描梯形图，扫描触点构成控制线路时开展逻辑运算操作，按照运算结果刷新对应的RAM存储区位状态，判断是否执行对应特殊功能指令，在判断结束后完成程序执行操作。在输出刷新步骤中，系统根据上一步骤的逻辑运算结果，执行特殊功能指令，刷新I/O映像区对应输出锁存电路，经电路驱动外接设备，控制设备生产运动过程。

2PLC架构分析

PLC架构主要包括电源系统、终端处理器、存储设备、传输设备以及交换机多个部分，如图2所示，其中终端处理器主要负责处理各种数据信息，并通过传输设备对数据进行加密和传输，交由交换机进行数据解密，最后按照需求发送到控制中心或存储设备，实现数据信息的高效利用。PLC控制系统的传输设备多是进行二进制加密处理，系统指令是未加密的明文，传输设备会自动将相关信息转化成数字信号，并做压缩、打包等处理后进行传输。交换机可以自动识别相关信息，并做进一步处理，保证可以满足设计生产加工要求。PLC技术架构中的存储设备能够对数据信息进行可靠存储，并且可以根据需求进行信息调取、传输和分析等操作。而电源系统则是确保PLC系统正常运行的关键，可以根据运行要求和状态对电流强度进行灵活调节，保证系统运行的安全性与稳定性。

3PLC在机床电气控制系统改造中的应用

3.1工作流程设计

在数控机床电气控制中应用PLV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。

3.2在数控机床中的控制功能

PLC机电一体化技术通过与控制系统、伺服驱动、操作面板等进行信号交互来完成对机床整体动作的控制。第一，PLC和机床的控制。系统对伺服控制一般包括一个主轴和三个进给轴。它的作用是通过PLC和数控系统处理产生的脉冲信

号进而转换成轴移动的位移量，伺服驱动装置把运动指令变成节运动，通过联轴器、丝杆等驱动机床工作台运动，通过插补使工作台精准地按照指令要求进行运动，从而加工出合格的工件。第二，外围输入输出的控制。可编程控制器能够控

制输入输出信号的通断，通过对PLC外部辅助运动装置、液压启动装置、润滑装置、冷却装置等的控制，这其中包括了电机的启动停止、很多检测元件(如行程

开关、接近开关等)，以及继电器、接触器、电磁阀等输出给控制对象，完成整

体信号的逻辑编辑控制，使数控机床整体稳定有效地运行。同时PLC机电一体化

对后期的数控机床自动化改造也发挥着重要的作用，可以通过输入输出信息交互

与机器人、机械手、AGV、物流仓储等进行通信，协同作业，一起完成打造智能

化加工工厂，并且可将数据传送至上位机进行实时的控制监控。这也是后期制造

业的智能无人化生产制造的发展趋势，从而实现无人、稳定、高效的生产智能化

加工。

3.3顺序控制应用

顺序控制也是PLC技术在电气工程自动化控制中应用的主要方向之一，可以

基于实际需求灵活编排系统程序，避免处理次数的重复发生，提高系统程序控制

效果。电气工程自动化控制系统的改进，充分发挥PLC技术优势，实现顺序控制

的优化。技术人员根据需求进行远程控制，以此来做到电气设备的有效管理。以

及通过PLC技术的应用，可将其作为顺序控制系统使用，通过现场传感、远程控

制以及主次站等功能模块的协调运行，稳定完成各项动作。顺序控制方面的应用，先要分解成多个独立的控制动作，然后所有动作均按照设定的顺序依次来执行任务，提高控制效果，并以更高的自动控制水平为高效生产提供支持[6]。实际应

用中可以从三个方面着手，一是控制现场传感器，二是远程控制，三是主层站控制。通过三个方面的有效控制，将PLC技术在顺序控制方面的作用完全发挥出来，达到电气工程自动化控制的目的。

3.4在数控和反馈方面的应用

在机械设备运行期间，一般都是多个工作人员操控一台机械，如果机械发生

问题可以被及时发现。而利用自动化控制之后，虽然工作人员有所减少，节约了

人工成本，机械效率有所提升，但是发现与排查问题还存在较大的难度。一旦出