PLC技术下的机床电气控制自动化系统设计

来源：核心期刊咨询网时间：12

摘要：摘要：在传统生产领域中，我们看到的先进继电器操作系统为继电接触器，此设备在现代生产工作中已经无法满足高质及先进的工作需求，所以只能够被应用到基层、低端机床设备中。但是PLC技术的出现为机床电气控制系统创新提供了全新的方向，此也是划时代的发展主

　　摘要：在传统生产领域中，我们看到的先进继电器操作系统为继电接触器，此设备在现代生产工作中已经无法满足高质及先进的工作需求，所以只能够被应用到基层、低端机床设备中。但是PLC技术的出现为机床电气控制系统创新提供了全新的方向，此也是划时代的发展主题，其和传统继电接触器对比具有较高的工作效率，良好的稳定性。基于此，本文就从PLC概念入手，简单分析其在机电机床电气控制中使用情况和设计要点。

　　关键词：PLC;机床;电气控制自动化

　　机床电气控制为现代机床专业、工业生产领域的研究重点，将数字控制自动化技术作为主导的机床管理和控制策略，为机床现代化、自动化打下了良好的理论基础。在早期数控机床控制的过程中，重点为根据继电器逻辑实现管理，因为继电器逻辑属于硬接线系统，并且体积较为庞大，布线较为复杂，修改较为困难，如果出现问题很难有效且及时的修复，此种系统的可靠性较低，并且会对机床生产效率造成影响[1]。所以基于PLC技术的机床自动化系统统计及功能改进成为了现代业界的研究重点，也是保证机床生产效率及进度的核心。lPLC的设计原则和步骤

　　为了能够使机床电气控制得到实现，就要对可操作目标技术活动进行保证，还要能够满足企业生产需求，从而使机床生产速度及产品质量得到保证。在实现PLC系统设计的过程中，要使设计能够满足以下标准：第1，全面性，因为工业生产的需求各不相同，那么设备及制造工序也各不相同，就要对系统能够提供的技术能力进行保证，从而提高PLC系统的完整性;第2，经济性。企业要通过较低的成本使经济效益得到提高，所以在实现策划的过程中就要实现可行并且简单的PLC系统设计方案的制定;第3，可靠性。企业对于生产过程中的安全性较为重视，稳定生产能够有效保证企业的经济效益，那么就要对PLC系统的正常稳定运行进行保证;第4，发展性。由于PLC技术在持续成熟及发展，那么今后就会出现全新技术手段，在实现策划过程中就要全面考虑系统的生计问题，在进行制造的过程中对升级和更新的范围进行预留出来，通过高兼容、高发展性及通信技术实现[2]。

　　为了提高PLC系统的使用效果，就要全面考虑PLC控制器的操作范围，实现可操作目标特点及需求制造工艺的全面掌握。在对操作规模进行决定的过程中，将I/O设备数量为基础，决定操作系统运行的规模，PLC操作系统的操作规模比较大，那么其开关量也比较大，能够实现大量的操作行为。一般PLC控制器的1/O数量都是为20以下，能够对系统平稳进行保证。如果技术水平比较高，就能够将PLC系统中1/O数量的影响充分的展现出来。在设计资料处理模块时，PLC控制器在工序操作中的位置尤为重要[3]。

　　在PLC控制系统设计过程中主要包括硬件及软件部分，硬件设计指的是对于PLC外部设备实现，软件设计主要是对于PLC应用程序实现，所以在实现系统设计过程中可以根据以下程序进行设计：

　　1)掌握被控对象。在设计控制系统以前，要充分掌握被控系统，那么设计人员就要全面考察现场实地，实现相应资料的收集，并且利用和操作人员沟通，全面掌握被控功能、机械、电气系统和液压等方面的关系、人机界面、PLC是否联网及系统工作模式等，并且进行记录;

　　2)选择硬件。I/O设备包括输入设备中的内容，比如位置开关、转换开关、相应转换器及按钮等，其中的輸出设备主要包括接触器、继电器、执行器和信号指示灯等。PLC指的是容量、电源、可编程逻辑控制器型号、I/O模块等。在实现I/O分配的过程中，要求具备编号、名称、设备代码与功能等信息。实现PLC外围硬件线路图的绘制，实现定时器分配的等内部辅助继电器地址。

　　3)编写应用程序。设计程序的根据就是以操控系统实质需求选择合适方法设计PLC。在编写程序的过程中，要使控制需求得到满足，并且相应控制功能及任务程序要逐个的实现编写，从而完善系统特殊功能。

　　4)程序调试。程序调试主要包括现场调试及模拟调试，其中的模拟调试是根据现场信号产生方式，划分成为软件及硬件的模拟方法[4]。

　　2 基于PLC技术的机床电气控制自动化系统设计

　　2.1 输入电路的设计

　　电气自动化控制优化系统输入电路设计要对PLC电压供电设计进行全面考虑，还要考虑安全容量及抗干扰等设计。其中的PLC供电设计是选择PLC供电电压和电流，其中的PLC可选电压比较多，一般都包括AC85-240V、DC12-24V。其中的交流供电主要是在大型电器自动化控制系统中使用，交流电供电PLC具有较大的线程，并且重视电压保护装置。为了避免电压过高及短路加装熔断机制，直流供电是在小型电气自动化控制系统中使用，PLC线程比较短，容易进行控制。PLC抗干扰一般使用加装1：1隔离变压器、电源稳定适配器等。对输入纯净稳定需求电压进行保证，在选择的供电电压比AClIOV要大的时候，一般都是使用双隔离技术，安装次级线圈评比、隔开变压器和初级电气中性点接地，从而能够有效降低高频脉冲波影响。设计的安全容量能够有效估算PLC输入电器容量、电器自动化控制系统的容量，运行容量不能够超过总体容量80%[5]。图1为输入电路的设计结构。

　　2.2 输出电路的设计

　　为了对系统运行过程中的稳定性进行保证，输出电路稳定运行尤为重要，电器自动化控制优化系统输出设计包括程序执行阶段设计和输出刷新阶段。在设计程序执行阶段的过程中，要以PLC根据指定顺序实现程序内容的扫描，PLC通过映像寄存器及元件数据寄存器中实现操作指令的读取，实现命令相应控制元件执行程序命令的生成。在执行完成命令之后，处理系统控制输出阶段，在到达输出刷新阶段中，数据输出刷新阶段能够实现控制元件赋值扫描、输出端信息数据及储存映像寄存器数据的刷新[6]。图2为输出电路的设计结构。

　　推荐阅读：《安徽电气工程职业技术学院学报》(季刊)创刊于1999年，是安徽电力职工大学主办的以反映本校科研和教学成果为主的学术理论刊物，是我校开展国内外学术交流的重要园地，是反映电力系统尤其是安徽电力系统科研、工程技术、经济管理成果的重要园地。学报坚持理论联系实际的严谨学风，为教学科研服务，促进学术交流。

转载请注明来自：http://www.qikan2017.com/lunwen/dzi/16136.html