PLC电气控制在数控系统上的应用分析

【摘要】我国传统的数控机床的电气控制大多是继电器控制，这样在设备的独立性方面就显得相对较差，同时在接线上也比较的复杂，不能够得到及时的控制，在长期的使用中就会造成数控系统故障频发。而PLC在这一领域的应用由于其自身的优越特点，有效的解决了这些问题。本文主要就是对可编程逻辑控制器（PLC）在数控系统中的应用进行探究，希望通过此次研究对实际起到一定的指导作用。

【关键词】电气控制;可编程逻辑控制器;数控系统

1.可编程逻辑控制器（PLC）的基本特点分析

在可编程逻辑控制器的自身有着比较显著的特点，这些特点也使得在数控系统中的应用在效率上有着很大的提升。首先就是在实际的使用当中比较的简便，通过简明的梯形图以及语句表等编程语言即可，对于电脑知识则没有依赖性，这样就使得系统的开发周期就大大的缩短，同时还能够在线进行对程序加以修改，直接的对控制方案进行改变[1]。

在功能上也比较的强大，性价比较高，在小型的可编程逻辑控制器中就有着上千能够使用的编程元件，功能方面比较的强大，能够对一些比较复杂的控制功能得以有效实现。并且同继电器系统相比较而言在性价比上占有很大优势，可编程逻辑控制器能够通过通信联网从而实现集中管理分散控制。

另外，可编程逻辑控制器（PLC）在抗干扰的能力以及可靠性方面也比较的优越，对于传统的继电器控制系统来说其中的时间继电器以及中间继电器等都会在接触上容易发生故障，而可编程逻辑控制器则在硬件上较少，对接线所造成的不良故障大大的减少了。并且在其中的软件以及硬件的抗干扰能力也相对比较强，能够在有着强烈干扰的工业生产场地进行无碍工作，可靠性程度比较高。

最后，在这一系统的安装设计等方面工作量也相对较少，在软件方面可编程逻辑控制器对传统的计数器件以及时间继电器等进行了取代，所以在安装设计等方面的工作大幅度减少，同时由于可编程逻辑控制器的梯形图程序所采取的是顺序控制设计的方法来进行设计的，所以能够有规律的进行掌握，节省大量的设计时间，在系统的调试时间方面也要比继电器系统要少很多[2]。

2.可编程逻辑控制器（PLC）系统规划分析

数控机床电气控制系统主要就是通过电脑网络数控系统和强电柜所构成，而数控机床则是由机床本体以及指挥控制和输入+输出接口驱动装置所组成，这样就对数字控制的应用有效的形成了。在数控机床的电气控制总体的布局采取了分立式的结构所结合成的方式，在两轴所运行的设置方面也相对简单，数控机床的设计比较严谨，在制作的过程中对精细这一要求比较的重视，恒定温度的基础提高了工作的效率。

将数控机床和可编程逻辑控制器（PLC）得到有效的连接，能够对数控系统的完善起到重要作用[3]。其中可编程逻辑控制器（PLC）设计涵盖着通用型以及内装型可编程逻辑控制器（PLC），而在数控机床电气控制系统可编程逻辑控制器（PLC）以及NC的设置当中都比较的独立，而可编程逻辑控制器（PLC）在软硬件上都比较的完备，在一些规定的控制任务方面都能够自行的完成。在内装型的可编程逻辑控制器（PLC）设置主要就是根据数控机床顺序控制设计以及制造的特点所生成的，在计算机网络资源方面能够和CNC的装置一起共享使用，其工作的原理示意图如下。

图1 数控机床系统工作原理示意图

3.可编程逻辑控制器（PLC）在数控系统中的具体应用分析

在数控系统中的应用是多方面的，首先在开关量的控制方式上的应用，可编程逻辑控制器（PLC）技术的开关量控制的方式无论是在生活中还是在工业的生产中都比较的广泛，PLC的芯片能够通过程序的编写来实现逻辑控制，同时也能够实现顺序控制的可能，在当前我国于自动化的技术方面已经是日趋的成熟，而传统的继电器系统也已经被可编程逻辑控制器（PLC）所取代，这一系统能够单步连续的对周期任务加以控制。

另外，在信息交换功能方面，可编程逻辑控制器（PLC）有着信息交换的功能，所以这一功能在数控系统中的应用所发挥的作用非常重要，从而实现了数控系统和数控机床之间的信息交流，而这种交换并不是在这两部分的局限中的交换，PLC与另外的两者都能够进行信息上的交互，在实际的交互中通过各自的接口位置来进行，从这里就能够看出，在可编程逻辑控制器（PLC）和数控机床以及数控系统信息交互的过程基础上就有着四种接口位置，也就是PLC到数控机床，PLC到数控系统，数控机床到PLC，数控系统到PLC[4]。

在正常的信息交互中，相关的信号会从数控机床的I/0端子板到达PLC，而此种接口传达的方式地址通常都是由开发者所进行定义的，PLC电气控制到数控机床信息交互的信号是从PLC电气控制接口到达数控机床侧，对于可编程逻辑控制器（PLC）也是自定义的，在数控系统到PLC电气控制的信号传达比较的直接，能够从数控系统直接的到达PLC电气控制当中，而PLC电气控制到达数控系统在信息的交互中主要是和PLC以及CNC相似，在信号的地址方面开发者是不能够进行更改的。

然后，就是可编程逻辑控制器（PLC）在数控系统中的控制功能的应用，首先在PLC电气控制在数控系统中的控制功能最为主要的是体现在对面板的控制以及对信号传达的控制和对数控机床侧的控制这几个方面的应用。其中在信号传达控制应用方面主要就是在信号相互的传达中对信号的各环节的控制，同时还有着报警这一功能，这在数控系统中的应用上也起到了很大的作用，对于出现的异常问题能够及时的得到反映，从而达到预警效果;而在面板控制方面是对CNC顺利运行的实现，在数控机床机床侧的控制应用方面，对信号的传达中可编程逻辑控制器（PLC）会将开关信号传到PLC控制系统当中，然后对其进行读取以及分析[5]。

最后就是基于可编程逻辑控制器（PLC）的分布式控制系统的设计应用层面，在这一过程中，分布式控制系统在设计上会比较的复杂，每个PLC都会有相对应的设备从而实现单独的控制，在分布式的系统主要还是用于工业当中，尤其是数控系统当中，这样就会使得无论是哪台机器出现了问题都不会对其它的设备起到干扰，从而正常的工作。

4.结语

总而言之，对可编程逻辑控制器（PLC）电气控制的实际应用的探究还有着诸多的问题需要深入，在当前我国的工业发展逐渐蓬勃的阶段，数控系统对工业的生产起到了重要的推动作用。数控机床电气控制系统是我国的机械行业的重大信息化工程设置当中的一个比较重要的部分，在科技不断发展的情况下，我国的数控系统中的可编程逻辑控制器（PLC）应用将会朝着多样化的方向进行发展，也必将能够拥有广阔的发展前景。

参考文献

[1]黄莉婵.试论PLC技术对机床电路的改造[J].时代教育，2014，（06）.

[2]刘彩霞，杨春.数控机床电气控制系统的PLC设计[J].煤矿机械，2014，（02）.

[3]李兵，叶建雄，刘萍先.基于PLC的电排站闸位监控系统的设计[J].南昌工程学院学报，2013，（06）.

[4]梁松.基于PLC的普通车床电气控制系统的设计研究[J].无线互联科技，2013，（01）.

[5]闫虎民，唐春霞，庞党锋.浅论PLC课程工程实践能力培养[J].职业教育研究，2012，（11）.

作者简介：张昊（1983―），男，黑龙江齐齐哈尔人，电气工程师，现供职于纽威数控装备（苏州）有限公司，研究方向：PLC电气控制。