浅谈组合机床电气控制设备PLC设计

（南昌理工学院）

摘 要：PLC作为新一代工业控制装置，具有灵活，方便布线，安装，抗干扰能力强等特点的能力，用它来控制组合机床这样复杂的生产设备，是理想的选择。 PLC的使用，减少了机器的故障率，节省了大量的维修费用，提高了整体的可靠性保证工件的精度。

关键词：组合机床、可编程控制器（PLC）、电气控制

一、PLC的定义

可编程控制器可以实现逻辑运算，算式运算和顺序运算，还可以计数以及计时。为了实现对生产设备或生产环节进行控制，它将指令存储于可编程序的存储器内。可编程控制器能直接应用于工业生产环境中，有极强的适应能力。

1、PLC的特点

PLC把CPU作为处理器来处理运算各种数据以达到自动化生产控制要求，这点跟计算机控制很像。PLC主要有以下优点：（1）简单方便：各厂家所用可编程控制器都支持梯形图，大大方便了编程；PLC的系统程序易于开发设计，而且开发时间短，程序设计调试修改简易方便；PLC运用现代通信技术控制更加方便。（2）可靠性高：PLC是为了应用于工业生产而设计制造出来的，所以拥有较高的可靠性和强大的功能。（3）设计制造更加简易系统设计制造简单方便，易于改造，维护。可编程控制器存储逻辑代替了接线逻辑，减少了设备外部接线，使控制系统的，减短了其设计制造时间。使得同一设备改变控制程序便可改变其生产过程。（4）简单易学，方便使用。可编程控制器编程语言方便简单，方便技术人员学习使用。多数可编程控制器不仅具有逻辑处理功能，还具有强大的数据运算能力，适用于各类数字控制的生产环境。

2、PLC与继电器-接触器相比较

继电器接触器控制的结构较为简单，而且使用也简单方便，价格也便宜，所以机械电气控制一直以来都是用继电器接触器控制。继电器触式控制与PLC控制相比较：灵活性与扩展性较差：可编程控制器存储逻辑代替了接线逻辑，减少了设备外部接线，使控制系统的设计制造更加简易，减短了其设计制造时间。使得同一设备改变控制程序便可改变其生产过程。继电器的控制逻辑是由其触点连接（串联或并联）还有延时继电器的延迟动作所构成，属于硬接线逻辑，不仅体积较大，而且接线复杂繁多，能耗也大，当控制系统完成后，想要修改或者增加逻辑都会受到接线的限制。O计制造更加简易系统设计制造简单方便，易于改造，维护。可编程控制器存储逻辑代替了接线逻辑，减少了设备外部接线，PLC的系统程序易于开发设计，而且开发时间短，程序设计调试修改简易方便；PLC运用现代通信技术控制更加方便。可靠性和可维护性：可编程控制器用的是微电子技术，采用程序指令对半导体电路进行控制来完成开关动作，所以可靠性较高。可编程控制器还可以检查自身的故障，及动态监视程序指令的实行状况，使得调试与维护更加方便。

二、电气控制系统硬件设计

1、 选择PLC机型

PLC的理性选择模式，在提高技术经济指标PLC控制系统中起着重要的作用。其基本原理是，选择通过满足的前提下，要求的模式，以确保可靠，易于使用和维护的最佳价格性能比。

2、结构选择

PLC主要单片和模块化：

总体PLC：比单片PLC模块，每个点便宜，体积平均价格是比较小的，一般用于系统进程较为固定，环境条件较好，少了维修量小的控制系统。

模块化可编程控制器有灵活性可编程控制器扩展。点上的输入和输出点的比例，模块的选择，并易于维护，并通常被用于更复杂的控制系统。

对于机床，以及更好的整体PLC

3、I/O点选取原则

平均PLC的I/ O点的价格是比较高的，所以合理利用积分PLC的I/ O数量的前提下，满足控制要求，力争用最少的I/ O点，但必须留有一定的预留。通常I / O点是根据实际控制对象需要的输入和输出信号，再加上10%-20%的预留率来确定。

4、确定PLC机型及扩展模块

选择FX2N-64MR主机和16点输入扩展模块（FX-16EX）这个总数输入点（32+16）。输出点是32足以满足42输入，输出27的要求，但留有一定的余量主机。

三、设计PLC控制系统电气原理图

设计PLC控制系统工作循环流程图

根据设计的控制与工艺要求，按机床的动作顺序及每步所完成的任务，可得工作循环流程图如图

四、设计PLC控制系统操作面板

控制系统的操作面板将的控制命令主PLC控制系统允许元件的组合。在该设计中，输入元件，其中共有42个按钮SB24，一个检测元件的YJ5个，限位开关SQ12营和拾取一个开关，根据作业机械的控制要求，应提供在面板选择开关上1SA，预停止按钮；鉴于手动调整模式，相应的按钮发出控制指令，启动机器运动的相应部件，所以你应该设置在面板上5SB-24SB的相应按钮，在视图中的机器启动的组合，停止和过程控制失效，应该有操作面板2SB，总停按钮1SB，故障清除按钮4SB，其他输入组件检测元件，而不是操作面板是由上述审查设置一个启动按钮，就可以得到控制操作面板。

五、实验室电气原理图仿真及程序调试

1、检查程序

良好的控制系统将被编译应用程序输入到计算机中，然后用软件程序测试，检测到的错误，然后再回去认真更改程序已经纠正，并最终存储在PLC中。

2、信号仿真

切换模拟输入信号的实验阶段，进入相应的输入端。进入程序后，翻转开关（上）模拟开关，用于模拟相应的控制操作，并在检测元件的机械运动相应的状态发生变化，并且由输入（输出）指示到检查输入（输出）的状态变化端点，最后观察模拟开关和PLC的连接是完全正确的。

3、模拟运行

按输入表，设定准确的原始状态，输入信号的所有状态，然后做出PLC运行，按下相应的按钮，与案件的输出进行比较观察梯形图程序，以观察遵守由设定的程序输出；

参考文献：

[ 1]《传感器与PLC技术》吴卫荣 编著 2006

[2]《PLC操作实训》 王建 机械工业出版社 2003

[3]《三菱PLC实用技术编程》 龚运新 2006

[4]《编程控制器原理及应用教程》张鹤鸣、刘耀元 主编 2011.

[5]《深入浅出PLC技术及应用设计》郭丙君 主编 2004