浅议PLC在机床电气控制系统改造中的应用
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浅议 Ｐ Ｌ Ｃ在 栅１ 床 电 号 控 制 系统 改 造 巾的 应 用
南充职 业技 术 学院 游 中 国
［ 摘 要］ 机床是 一种应用广泛的机加工设备 ， 传统的机床 电气控制 系统是 以继电器 、 接触器为主体 的控制 系统 。本 文通过 Ｐ Ｌ ｃ与其 它控 制 系统相比较 ， 利用 Ｐ Ｌ Ｃ可靠、 稳 定、 易于扩展等优 点， 对传 统机床 电气控制 系 统 的改造进行 了分析 ， 供读者参考 。
［ 关键 词］ 机 床 电气控 制 Ｐ Ｌ Ｃ 改造 （ ２ ） 绘制 电气控制原理 图 根据 系统 总体 方案及Ｐ Ｌ Ｃ 的Ｉ ／ Ｏ分配表 ， 确定系统的电气控制原理 图， 主要包括 主电路 、 控制 电路 和辅助 电路 ， 并 列写元器件 清单。根据 电气控制原 理图 ， 设 计并绘制电气设备总的布置 图， 继而绘制控制面板 图、 元器 件安 装底板图 、 电气安装接线 图和 电气互连 图等系列工艺性技 术 图纸。 （ ３ ） 软件设计与 系统调试 软件设 计时 ， 首先设计系统流程图或功能表 图， 明确动作 的顺序和 条 件。根据 系统流程 图或功 能表图 ， 结合 Ｉ ／ ０地址分配 编写用户程序 。 对 于机床控制系统的改造 ， 可借鉴原有控制 电路原理 图， 并综合运用上 述 设计方法对 原有控制 电路原理 图加 以修改和完 善 ， 灵活应用 Ｐ Ｌ Ｃ 功 能指令 ， 做到程序简洁易读 。程序编制完成后 ， 将其 载人 Ｐ Ｌ Ｃ 进行模拟 调试 ， 观察各 输入量 、 输 出量的变化及逻 辑关系是否正 常 ， 并对调试过 程 中出现 的问题及时处 理 ， 直到符合 设计要求 。在 Ｐ Ｌ Ｃ 软件调试完成 的情况下 ， 准确无误地实施 系统 的各部分硬件连接 ， 并反 复进行 系统综
过程 中存 在易发生故 障 、 可靠性较差 、 维修 困难 等问题 ， 其 自动化程度 已满足不 了当前 的生产需要 ， 制约 了工业 生产的发展 。所 以用 Ｐ Ｌ Ｃ对 这类机床电气控制系统进行改造是非常必要 的。 １ ． 机床 的主要构成及电气 控制系统概述 普通机床按功能可分 为车床 、 钻床 、 镗床 、 铣床 、 组合机床等 。各类 机床通常 由下列基本部 分组 成 ： 支承部件 ， 用于安装 和支承其它部 件和 工件 ， 承受其重量 和切削力 ， 如床身和立柱等 ； 变速机构 ， 用 于改 变主运 动 的速度 ； 进给机 构 ， 用于改变进 给量 ； 主轴 箱 ， 用 以安 装机床主轴 ； 执 行机构 ， 用 以完成 直线或旋转运动的驱动装置 ， 它利用某种 驱动能源并 在某种控制信号作用 下工作 ， 如主轴电动机等 ； 刀架 、 刀库； 机床 电气控 制系统 ； 润滑系统 ； 冷却 系统 以及机床 附属装置等 。 机床 电气控制 系统包括 主电路和控制 电路两部分 ， 主 电路是 直接 承担 电能 的交换 或控 制任务的 电路 。控制 电路贝 是用 以控 制 、 保护 、 调 节、 测 量和监视 主电路 中各参 数和各接 触器主触点 等元 器件 的工 作状 态 。主电路和控 制电路都是 根据机床加 工零件 的工作 过程来设计 的 ， 并实现对机床各 电动机的启动 、 制动 、 正反转 、 调 速等 环节的控制 ， 同时 还能实现机床 的保护 、 冷却 、 照 明等环节 的控制 。 ２ ． Ｐ Ｌ Ｃ与继 电器电气 控制系统的比较 （ １ ） 组成器件 的比较 般而言 ， 继 电器电气控制系统线路 由众 多硬件设 备构成 ， 如时间 继 电器 、 中间继电器 、 速度 继 电器 、 接 触器等 。而 Ｐ Ｌ Ｃ控制系统 则是在 保 留传 统继 电器 电气控制 系统线路 中的主令元件 、 其它开关元 件和其 它输 入输 出单元 的基础上 ， 通过编程取 代传统继 电器电气控制 系统线 路 中的中 间环 节的硬件设备 和线路 ， 可认为是传统 继电器 电气 控制系 统 的软件版本 ， 大 大减少 了控制 系统的硬 件设 备 ， 简化系统线路 。 （ ２ ） 触点数量 的比较 传统 电气控制 系统中的继 电器 的触点数量为 ４～８对 ， 而Ｐ Ｌ Ｃ中 的 继 电器是 以软元件的形式存在 ， 其元件触 点数 量可以为无数多对 ， 大大 优 于传统继 电器 。
一
合调试 ， 使系统能够正常运行。
４ ． Ｐ Ｌ Ｃ改 造 过 程 中需 注 意 的 问题
（ １ ） ｔ ／ Ｏ点的合理分配 Ｐ Ｌ Ｃ 的Ｉ ／ ０点地址应根 据输入设 备和输 出设 备 的数量 和型号来分 配， 以便绘制接线 图和编写 程序 。特别 是 Ｐ Ｌ Ｃ 的输 出点 ， 独立输 出时不 同输出点需要独立 的电源供 电 ， 并且各输 出点 之间必 须做好 相互隔离 ， 而分组输 出时不 同输 出点则可 以共 用电源供 电。另外 ， 选 购Ｐ Ｌ Ｃ时一 般要在 实际需要 点数 的基 础上 留有至少 １ ０ ％ ～１ ５ ％的裕 量 ， 以方便 系 统的升级和扩展使用。 （ ２ ） Ｐ Ｌ Ｃ输出类 型的匹配 在改造 中要保证外 围设 备与 Ｐ Ｌ Ｃ 的输 出类型相匹配 。根据 Ｐ Ｌ Ｃ 输 出端所带 的负 载是直流型还是交流型 ， 是 大电流还是小电流 ， 以及 Ｐ Ｌ Ｃ 输 出点动作 的频率等 ， 可确定输 出端是采 用继 电器输 出 ， 晶体管还是晶 闸管输 出。不 同的负载选用不 同的输出方式 ， 对系统的稳定运行 尤为 重要 。对于机床控制 系统的改造 ， 多数情况下 系统 的输 出频率在 ６ 次／ ｍｉ ｎ以下 ， 应首选继 电器输 出， 因其 电路设计简Ｃ） 诞生 以来 ， 经过近半个世纪 的发展 ， 性能 得 到了很大的提高和完善 ， 具有可靠性 高 、 抗 干扰能力强 、 扩展性好 、 组 态 灵活 、 维 修方便等 诸多优点 。而 目前采用继 电器——接触 器 电气控 制 系统 的机 床仍广泛 运用于各行各 业中 ， 尤其 是在一些工业 相对落后 的地区 。由于这些机 床控制系统精 确度和工作 效率较低 ， 并且在使用
南充职 业技 术 学院 游 中 国
［ 摘 要］ 机床是 一种应用广泛的机加工设备 ， 传统的机床 电气控制 系统是 以继电器 、 接触器为主体 的控制 系统 。本 文通过 Ｐ Ｌ ｃ与其 它控 制 系统相比较 ， 利用 Ｐ Ｌ Ｃ可靠、 稳 定、 易于扩展等优 点， 对传 统机床 电气控制 系 统 的改造进行 了分析 ， 供读者参考 。
［ 关键 词］ 机 床 电气控 制 Ｐ Ｌ Ｃ 改造 （ ２ ） 绘制 电气控制原理 图 根据 系统 总体 方案及Ｐ Ｌ Ｃ 的Ｉ ／ Ｏ分配表 ， 确定系统的电气控制原理 图， 主要包括 主电路 、 控制 电路 和辅助 电路 ， 并 列写元器件 清单。根据 电气控制原 理图 ， 设 计并绘制电气设备总的布置 图， 继而绘制控制面板 图、 元器 件安 装底板图 、 电气安装接线 图和 电气互连 图等系列工艺性技 术 图纸。 （ ３ ） 软件设计与 系统调试 软件设 计时 ， 首先设计系统流程图或功能表 图， 明确动作 的顺序和 条 件。根据 系统流程 图或功 能表图 ， 结合 Ｉ ／ ０地址分配 编写用户程序 。 对 于机床控制系统的改造 ， 可借鉴原有控制 电路原理 图， 并综合运用上 述 设计方法对 原有控制 电路原理 图加 以修改和完 善 ， 灵活应用 Ｐ Ｌ Ｃ 功 能指令 ， 做到程序简洁易读 。程序编制完成后 ， 将其 载人 Ｐ Ｌ Ｃ 进行模拟 调试 ， 观察各 输入量 、 输 出量的变化及逻 辑关系是否正 常 ， 并对调试过 程 中出现 的问题及时处 理 ， 直到符合 设计要求 。在 Ｐ Ｌ Ｃ 软件调试完成 的情况下 ， 准确无误地实施 系统 的各部分硬件连接 ， 并反 复进行 系统综
过程 中存 在易发生故 障 、 可靠性较差 、 维修 困难 等问题 ， 其 自动化程度 已满足不 了当前 的生产需要 ， 制约 了工业 生产的发展 。所 以用 Ｐ Ｌ Ｃ对 这类机床电气控制系统进行改造是非常必要 的。 １ ． 机床 的主要构成及电气 控制系统概述 普通机床按功能可分 为车床 、 钻床 、 镗床 、 铣床 、 组合机床等 。各类 机床通常 由下列基本部 分组 成 ： 支承部件 ， 用于安装 和支承其它部 件和 工件 ， 承受其重量 和切削力 ， 如床身和立柱等 ； 变速机构 ， 用 于改 变主运 动 的速度 ； 进给机 构 ， 用于改变进 给量 ； 主轴 箱 ， 用 以安 装机床主轴 ； 执 行机构 ， 用 以完成 直线或旋转运动的驱动装置 ， 它利用某种 驱动能源并 在某种控制信号作用 下工作 ， 如主轴电动机等 ； 刀架 、 刀库； 机床 电气控 制系统 ； 润滑系统 ； 冷却 系统 以及机床 附属装置等 。 机床 电气控制 系统包括 主电路和控制 电路两部分 ， 主 电路是 直接 承担 电能 的交换 或控 制任务的 电路 。控制 电路贝 是用 以控 制 、 保护 、 调 节、 测 量和监视 主电路 中各参 数和各接 触器主触点 等元 器件 的工 作状 态 。主电路和控 制电路都是 根据机床加 工零件 的工作 过程来设计 的 ， 并实现对机床各 电动机的启动 、 制动 、 正反转 、 调 速等 环节的控制 ， 同时 还能实现机床 的保护 、 冷却 、 照 明等环节 的控制 。 ２ ． Ｐ Ｌ Ｃ与继 电器电气 控制系统的比较 （ １ ） 组成器件 的比较 般而言 ， 继 电器电气控制系统线路 由众 多硬件设 备构成 ， 如时间 继 电器 、 中间继电器 、 速度 继 电器 、 接 触器等 。而 Ｐ Ｌ Ｃ控制系统 则是在 保 留传 统继 电器 电气控制 系统线路 中的主令元件 、 其它开关元 件和其 它输 入输 出单元 的基础上 ， 通过编程取 代传统继 电器电气控制 系统线 路 中的中 间环 节的硬件设备 和线路 ， 可认为是传统 继电器 电气 控制系 统 的软件版本 ， 大 大减少 了控制 系统的硬 件设 备 ， 简化系统线路 。 （ ２ ） 触点数量 的比较 传统 电气控制 系统中的继 电器 的触点数量为 ４～８对 ， 而Ｐ Ｌ Ｃ中 的 继 电器是 以软元件的形式存在 ， 其元件触 点数 量可以为无数多对 ， 大大 优 于传统继 电器 。
一
合调试 ， 使系统能够正常运行。
４ ． Ｐ Ｌ Ｃ改 造 过 程 中需 注 意 的 问题
（ １ ） ｔ ／ Ｏ点的合理分配 Ｐ Ｌ Ｃ 的Ｉ ／ ０点地址应根 据输入设 备和输 出设 备 的数量 和型号来分 配， 以便绘制接线 图和编写 程序 。特别 是 Ｐ Ｌ Ｃ 的输 出点 ， 独立输 出时不 同输出点需要独立 的电源供 电 ， 并且各输 出点 之间必 须做好 相互隔离 ， 而分组输 出时不 同输 出点则可 以共 用电源供 电。另外 ， 选 购Ｐ Ｌ Ｃ时一 般要在 实际需要 点数 的基 础上 留有至少 １ ０ ％ ～１ ５ ％的裕 量 ， 以方便 系 统的升级和扩展使用。 （ ２ ） Ｐ Ｌ Ｃ输出类 型的匹配 在改造 中要保证外 围设 备与 Ｐ Ｌ Ｃ 的输 出类型相匹配 。根据 Ｐ Ｌ Ｃ 输 出端所带 的负 载是直流型还是交流型 ， 是 大电流还是小电流 ， 以及 Ｐ Ｌ Ｃ 输 出点动作 的频率等 ， 可确定输 出端是采 用继 电器输 出 ， 晶体管还是晶 闸管输 出。不 同的负载选用不 同的输出方式 ， 对系统的稳定运行 尤为 重要 。对于机床控制 系统的改造 ， 多数情况下 系统 的输 出频率在 ６ 次／ ｍｉ ｎ以下 ， 应首选继 电器输 出， 因其 电路设计简Ｃ） 诞生 以来 ， 经过近半个世纪 的发展 ， 性能 得 到了很大的提高和完善 ， 具有可靠性 高 、 抗 干扰能力强 、 扩展性好 、 组 态 灵活 、 维 修方便等 诸多优点 。而 目前采用继 电器——接触 器 电气控 制 系统 的机 床仍广泛 运用于各行各 业中 ， 尤其 是在一些工业 相对落后 的地区 。由于这些机 床控制系统精 确度和工作 效率较低 ， 并且在使用