PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用研究

李东旭 张昆

摘要：随着时代的发展，我国科技水平的不断提高，我国工业制造行业也在随之发展，为了更加高效的提升我国工业制造水平，还需要加强先进创新型技术的应用。而PLC技术由于较高的可靠性，便捷的指令系统与现场连接等特点，被大量的工业制造企业引入，并应用于数控机床的电气控制系统中，大大提升了相关企业的生产效率，对相关企业的发展奠定了坚实的基础。下面就对PLC技术在数控机床电气控制系统中的应用进行深入的分析研究。

关键词：PLC技术；数控机床；电气控制；应用研究

一、PLC技术的概念与特点

（一）PLC技术的概念

PLC技术又称为可编程控制器，实质上是利用数字化方式对机械自动化设备进行控制，通过可编程存储器来达到逻辑运算、顺序控制、定时、计算等功能的目的；主要由电源、CPU、输入输出、存储器等几部分构成，相对于其他类型的计算机，PLC技术在编程、操作等方面具有较为明显的优势，同时适用范围也较广[1]。

（二）PLC技术的特點

众所周知，任何一项技术被一个领域广泛应用，都需要该项技术拥有较为独特的特点为基础与前提；而PLC技术的特点主要概括为以下几点，分别是：硬件设施配套齐全、抗干扰能力较强、便于操作、功能完善、适用范围较广、便于操作、体积小、能耗低以及可靠性高等，由于这些特点的存在，加强了PLC技术在我国数控机床电气控制领域应用的力度，促进了我国工业制造行业进一步发展。

二、PLC技术在数控机床中的具体应用

（一）PLC技术具体的应用形式

随着PLC技术在我国工业制造领域的发展，现阶段中PLC技术应用于数控机床电气控制系统的方法主要有独立式与内装式两种，其中内装式PLC技术也被称之为集成式PLC技术，通过该技术与NC技术相融合，以此来达到两项技术之间信息传输的目标，以内部总线的基础上加强了信息传输的速度与效率，同时还在很大程度上拓宽了信息传递的渠道；两项技术可以共用CPU控制核心，同时又可以单独使用与配置；此外，由于两项技术的线路简洁，系统较为稳定，同时，PLC技术的信息能够直接通过CNC的显示器进行显示，因此，大部分工业企业在进行先进技术的引入时，都会选择内装式PLC技术应用于数控系统进行生产加工。

而独立式PLC技术又被称之为外装式PLC技术，这种方式与数控系统的内部控制完全无关，且完全独立的进行工艺的控制，不过，由于独立式PLC技术更具有开放性，能够极大地满足用户的需求，并根据需求来选择合适的PLC技术产品，因此，该项技术拥有较为广阔的应用领域，并在很大程度上优化数控机床的电气控制，便于实时的对数控机床进行改进，不过两种方式各有特点，相关的企业需要在选择的过程中，充分的结合企业自身的实际情况，以此来选择最适合自身企业的技术，推动工业制造企业的持续发展[2]。

（二）PLC技术与机床及系统之间的信息交换

通过PLC技术进行数字化控制的本质在于利用现代数字化的信息交换技术来对具体的操作流程进行精确的控制，而为了实现这一目的，就需要强化PLC在数控机床电气控制系统中的信息交换功能，通过各部分的信号接口促使PLC、数控机床以及数控系统的信息进行交换，以此来加强数控机床的电气控制。而各部分的接口主要包含四个方面，分别是：

（1）机床—PLC。由于PLC自身带有输入接口，因此，数控机床中的信息可以利用数字模拟的形式，通过信号传感器输入PLC，虽然大部分的机床在制造完成之后就被生产厂家设定了部分变量地址，不过，还需要相关的设计人员在机床的运行过程中为设备设定地址，以确保信息的顺利传输。

（2）PLC—机床。由于PLC自身还带有输出接口，就需要相关的设计人员对信息传递的地址进行设定，以此来保障PLC与机床之间信息的顺利传递。

（3）数控系统—PLC。数控系统的控制信息能够直接的传递到PLC的寄存器当中，不过这一类的信息无法在数控系统中进行修改，相关人员仅仅能够根据自己的需要进行选择性的使用。而通过数控系统将数控指令M、S、T进行译码之后，就可以将信息直接地传递到PLC的寄存器当中。

（4）PLC—数控系统。不仅数控系统—PLC的信息需要传递到寄存器中，PLC—数控系统的信息同样需要传递到寄存器中，同样，相关的设计人员仅仅可以使用这些信息的地址而不能对其进行修改。

（三）PLC技术实际的工作流程

经过对PLC在数控机床中具体应用的分析，PLC在数控机床的实际工作流程可以划分为以下几步，分别是：

（1）输入。输入阶段主要是指将大量的开关量信号、模拟量信号等通过PLC的输入接口传递到PLC的输入映像寄存器当中，依次等待机床程序进行执行。

（2）执行。由于PLC的存储器中承载着系统的程序，程序中蕴含了大量按照特定顺序排列的控制指令，极大地制约着程序的执行，例如，如果在程序中没有编译跳转的指令时，就需要将系统程序从最初的指令开始进行执行，当所有的程序完成之后，才可以输出控制信号。

（3）输出。当系统的程序都已经全部完成之后，在输出映像寄存器中所有的继电器都需要断开或接通，同时运用特定的输出方式，来驱动外部的硬件设备。

（四）PLC技术在机床中的控制功能

所谓的PLC控制功能，主要是指通过PLC的使用来对数控机床的输入与输出、操作面板、伺服、警报处理、主轴转换等方面进行控制，并以此来提高PLC技术应用于数控机床电气控制的效率，同时推动数控机床控制性能的提高[3]。

总结：

综上所述，随着时代的发展，我国科技水平的不断提高，工业制造领域也需要随之而发展提高，而PLC技术能够极为便利的提高数控机床日常运行过程的效率，同时提高工业企业生产运营的效率，因此，为了促使相关工业企业健康持续的发展，就需要相关企业加强PLC技术在日常生产过程中的应用，充分的发挥出PLC技术自身特点的功效，同时还需要加强相关人员对PLC技术的认识，以确保在日后的生产过程中，能够更加熟练地运用PLC技术，以提高工业制造企业的生产水平，促进相关企业的快速发展，进而推动我国工业制造行业得到快速、有效、健康的发展。

参考文献：

[1]郑宗河.数控机床电气控制系统的PLC设计[J].电子技术与软件工程，2019（02）：107.

[2]辛忠权，陈文利.PLC在数控机床电气控制方面的应用研究[J].科技创新导报，2018，15（09）：3+6.

[3]文晓娟，高鹏飞.PLC在数控机床电气控制中的运用[J].科技经济导刊，2017（24）：14-15.