PLC在机床电气控制中的应用

杜云飞

【摘    要】机床是一种典型的机械、液压、电气一体化协同控制的通用加工机床。其液压、电气配合时间的控制部分，且故障率高、故障现象多变，不易排除。PLC属于在电顺序的控制基础上完善和发展起来，它主要是依靠微处理器为核心，从而实现自动控制的一种装置。

【关键词】PLC  组合机床  电气控制

中图分类号：G4    文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2015.06.065

PLC在机床电气控制中应用，已完全取代了传统的机床电气控制中以继电嚣、接触器为主体的控制装备。充分利用PLC的可靠性和时间控制的精确性对其进行改造，可以获得理想的效果。当前所使用的PLC已经完全具有扩展性好、组态灵活、控制可靠、功能强、体积小、速度快、维修便捷等优点，在世界各国的机床电气控用也日趋稳定和完善。PLC的合理运用，满足了企业新生产工艺的要求，有效的保证企业的经济效益和社会效益，为当前各生产企业走可持续发展道路奠定了良好的基础。本文从PLC与其他控制装置的比较出发，分析了组合机床的构成，对PLC在机床电器控制中的应用进行了阐述。

一、PLC与其他控制装置的比较

（一）PLC与其他计算机控制装置的比较

1.个人计算机。有很强的数据处理能力和图形显示功能，有丰富的软件支持，但是对环境的要求很高、抗干扰能力不强、一般不适合在工业现场使用。2.单片机。只是一片集成电路，不能直接将它与外部I/O信号相连;需要附加一些配套的集成电路和I/O接口电路，硬件设计、软件设计工作量相当大，要求设计者具有较强的计算机领域的理论知识和实践经验。3.工业控制计算机。目前比较流行的是PC总线工控机，与个人计算机兼容。工控机是在通用微机的基础上发展起来的，有实时操作系统的支持，在要求快速、实时性强、功能复杂的领域中占有优势。工控机价格较高。

（二）PLC与继电器控制系统的比较

1.工作原理。两者均可用于开关量逻辑控制，PLC的控制功能主要由软件实现;继电器控制系统的控制功能是用硬件继电器实现的。2.功能。继电器控制系统功能有限;PLC具有顺序控制、定时、计数、运动控制、数据处理、闭环控制和通信联网等功能。3.特点。继电器接线多而复杂，体积大、功率消耗大，系统可靠性差。PLC的可靠性好;抗干扰能力强;通用性强，使用方便;采用模块化结构，使系统组合灵活方便;编程语言简单、易学，便于掌握;系统设计周期短，对生产工艺改变适应性强，安装简单，调试方便、维护工作量小。4.响应速度。PLC的响应速度一般比继电器系统快得多。5.设计与调试。设计复杂控制系统的梯形图要比设计相同功能的继电器电路图花费的时间少得多;继电器系统要在硬件安装、接线完全完成后才能进行调试，发现问题后修改电路花的时间也很多;PLC控制系统的开关柜制作、现场施工和梯形图设计可以同时进行，梯形图可以在实验室模拟调试，发现问题后修改非常方便。

二、组合机床构成

组合机床是根据工件加工需要，以大量系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或数种工件按预先确定的工序进行加工的灵活高效的专用机床。结构简单、生产率和自动化程度较高，具有一定的重新调整能力，适宜在大批、大量生产中对一种或几种类似零件的一道或几道工序进行加工。组合机床一般是半自动的，可以对工件进行多面、多主轴加工，一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。常见的组合机床可用电动机和液压驱动标准的通用部件，由于各标准通用部件的控制电路是独立完整的，所以当多个动力部件组合构成一台组合机床时，该机床的控制电路可由各动力部件的控制电路通过一定的连接电路组合构成。多动部件构成的组合机床，其控制通常有三方面的工作要求：第一方面是动力部件的点动及复位控制;第二方面是动力部件的单机自动循环控制（也称半自动循环控制）;第三方面是整批全自动工作循环控制。

三、PLC安装原理

1.设立一个独立的开关，并加装熔断器作短路保护。对PLC供电系统采用隔离变压器。2.要对PLC及其相关设备进行接地处理。将PLC及其相关设备所有接地点连在一起并与系统接地点相接，将系统中所有直流电源的公共点连接到同一个单一接点上，为减小接地电阻，所有接地线应尽量短并用2平方毫米以上的接地线。3.将动力线、控制线以及PLC的电源线和输入/输出线分别配线，隔离变压器与PLC和输入/输出线之间采用带屏蔽的双绞线电缆连接，并将电缆屏蔽层可靠接地。将PLC的输入/输出线和大功率线分开走线，且输入/输出线不用同一根电缆并分开走线，交流输出线和直泫输出线同样不用同一根电缆，并尽可能远离动力线和高压线。

四、PLC在机床电器控制中的应用与传统PLC的性能分析

在传统继电器控制机床的改造过程中，通过利用PLC作为核心控制元件，用变频器和伺服控制来达到控制的智能化，是我国当前诸多企业进行设备技术改造的有效途径，采用PLC控制有着许多的优点和优势，模块化结构在应用中容易控制，易于扩充，软件编程输入容易，开发升级和维护方便，集成软件环境为日后的网络控制奠定了良好的应用基础。

五、结语

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制等各种工业控制中，加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。总而言之，利用PLC改造传统的继电器控制系统可以很好的发挥PLC高可靠性、寿命长、寿命长等特点，通过改善原系统的启动性能，有利于更好地节约能源，提高工作效率，为企业带来良好的经济效益和社会效益。随着PLC的不断发展，机床电气控制技术的进一步提高，利用PLC对机床电气进行有效控制无疑是今后的发展方向。

参考文献

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