基于机床电气控制的PLC自动化系统设计

蔡清水

摘 要：伴随着制造自动化水准的持续提升，凭借机床电气操纵的自动化体系越来越受到人们的关注，可编程逻辑控制器是现在最有前进空间的商品。文章先讲述了可编程逻辑控制器的根本准则以及程序，之后对PLC的程序语言、编程方式以及软件策划开展了深刻的解析以及讲述。

关键词：电气控制；PLC；自动化系统；编程

1 PLC定义、构成及功能

可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入和输出控制各种类型的机械或制作程序。

从构造上来讲，PLC能够划分为两种形式：固定以及组合形式，这里，固定形式的PLC关键是由CPU、I/O模块、电源、内存块和显示面板组成的，由这些组成不能拆卸的整体。组合形式的PLC关键是由CPU、I/O模块、内存块、机器架、电源等根据一定的标准构成。PLC中最关键的是CPU，担任着控制中枢的职责，任何一套的PLC必须要有一个自己的CPU，CPU的用途关键是根据PLC程序中所给序的性能对客户程序以及有关数据开展收取以及存储，同时经过扫描的形式对现场输入设备接收到的形式以及资料开展收集，在存储设备中存储。CPU是由储存设备、操纵形式总线、运算设备等结构组成，CPU和内存容量是PLC的非常关键的参数，对PLC的作业效率、I/O模块的数量和程序的大小都有着关键的决定性功能，对操纵规模存在着约束的作用。

PLC拥有的性能：一，限时操纵，PLC能够供应多个定时设备，并且对定时下达指令，同时能够非常快速的开展运用抑或变动。二，条件操纵，PLC对不等逻辑计算的指令展开了操纵，同时对机电设备是并联、串联还是一起存在的链接展开处置。三，步进操纵，PLC的步进操纵关键表现在下一步骤的开始，在上一步骤完成之后开始，同时对移位储存设备开展了设置。四，通信与联网，现在一些PLC已拥有通信措施，能够完成远程操纵I/O，也能够将PLC组成了一个分散式的操纵，方便开展整体管制以及分散操纵。五，模数和数模之间性能的转变，这一性能并不是PLC都有，这项性能主要是操纵同时调节模拟量。

2 PLC控制系统设计原则及步骤

2.1 PLC控制系统设计原则

电气操纵体系的关键宗旨是保证被操纵目标技术需求能够获得满足，推动制造速度以及商品品质能够有更大的提高。在可编程逻辑控制器操纵体系的策划程序中，大多要按照下面的几项标准：第一，完整性标准，就是保证工业制造程序和机器设施操纵需求能够获得满足。第二，经济性标准，要求策划出的体系不仅简便还实用。第三，可靠性标准，就是所策划出的可编程逻辑控制器体系工作安稳安全。第四，发展性标准，就是对制造技术的前进要进行整体性的思考，尤其在通信功能和I/O接口等部分提前保留能够前进的空间。

以可编程逻辑控制器所承受的操纵使命为关键根据，深入解析被操纵目标的制造技术和特征。在操纵规模部分，要凭借体系中I/O设施的数量对操纵体系的操纵规模开展权衡，可编程逻辑控制器操纵体系在操纵规模较大，尤其是使用开关进行操纵的设施量多的状况；在可靠性部分，可编程逻辑控制器主要适合在I/O数量低于二十的状况；在技术繁琐程序部分，可编程逻辑控制器在技术繁琐系数较高的状况下表现的最明显；在对资料处置的效率部分，可编程逻辑控制器主要适合在数据处置速度有限，并且关键是工业程序操作的地方。

2.2 PLC控制系统设计步骤

PLC控制系统设计主要涉及到硬件及软件两个方面，硬件设计主要针对的是PLC外部设备，软件设计主要针对的是PLC应用程序。PLC控制系统设计步骤主要有以下四步。

（1）了解并熟悉被控对象。进行控制系统设计工作的前提是对被控系统有充分的认识和了解。设计人员需要到现场进行实地调研，收集相关资料，同时与操作人员进行充分的交流和沟通，全面了解被控对象的功能、动作时序、条件、电气系统和机械及液压之间的关系、PLC相互间是否联网、系统工作方式以及人机界面等相关内容。

（2）选择硬件。关于I/O设备，主要涉及到按钮、转换开关、位置开关以及相应的传感器等输入设备，电磁阀、继电器、接触器、信号指示灯以及相应的执行器等输出设备；可编程逻辑控制器，主要包括110模块、可编程逻辑控制器的型号、容量以及电源等；I/O端口分配，在分配I/O通道的时候，需要提供含有I/O编号、名称、设备代码以及功能等相关信息在内的I/O通道分配表；PLC外围硬件线路图的绘制；分配定时器、计数器以及相关的内部辅助继电器地址。

（3）操纵程序的编制。要根据操纵体系详细需求为关键，选取适宜的操纵方式对PLC的程序软件开展策划。在编制程序软件时一定要以保证操纵要求能够全部实现，对有关操纵性能和全部工作程序一一的进行编制，对体系确定的性能开展健全，普遍情况下，程序的编写差不多关系到初始化软件、检查、事故判断以及显示软件、保护剂连锁软件等。

（4）程序的调节，关键包含模拟和现场调节两个部分，这里面，针对模拟调节来讲，以现场信号形成模式为根据，能够划分为硬件和软件模拟法两类。

3 PLC控制系统软件设计方案

PLC控制系统编程软件。在确定PLC编程语言的时候主要要考虑编写及调试的便利性，PLC编程语言主要是面向客户，在实践中比较常见的PLC编程语言主要有梯形图编程语言和指令语句表编程语言两种。其中，梯形图编程语言的应用范围最为广泛，基础是原继电器一接触器控制系统的继电器梯形图，需要提醒的是，图中的连线代表相互间的逻辑关系。梯形图编程格式为：编写顺序为由上到下，各行由左到右，PLC程序执行顺序与梯形图编写顺序之间没有差别；梯形图左垂直线为起始母线，有垂直线为终止母线，各个逻辑行需始于起始母线，终于继电器线圈或终止母线；线圈和起始母线之间必须有触点，但和终止母线间不得有触点。另外一种比较常见的PLC编程语言就是指令语句表编程语言，和计算机汇编语言近似，助记符语言XCPLC指令的表达也是借助便于记忆的文字符号实现的。同一厂家推出的PLC产品，助记符语言和梯形图语言之间是能够进行转换的。助记符语言和梯形图语言的适用范围有一定区别，一般情况下，主要是在手持编程器中使用助记符语言，而计算机编程过程中主要使用梯形图语言。

4 结束语

总之，伴随着制造自动化水准的持续提升，凭借机床电气操纵的自动化体系越来越受到人们的关注，PLC主要拥有下面所列的优势：安稳稳定、能够抵御强阻碍，程序编写简便，性能出色，能源使用量少，在现阶段工业自动化操纵中被越来越多的地方使用，可编程逻辑控制器具有积极的前进空间。

参考文献

[1]吴镇平，谢明红.基于PLC的桥式组合大切机控制系统设计[J].机电工程技术，2008.

[2]曾燕飞，辛虎山.基于PLC的三面铣组合机床电气控制系统设计[J].组合机床与自动化加工技术，2010.

[3]荀群德，杨超君，王宏睿，等.基于PLC的六工位组合机床的控制系统设计[J].组合机床与自动化加工技术.