孫茂林 沈陽(yáng)第一機(jī)床廠

石潔芳 中捷機(jī)床有限公司

機(jī)床電氣系統(tǒng)優(yōu)化對(duì)策探討

孫茂林 沈陽(yáng)第一機(jī)床廠

石潔芳 中捷機(jī)床有限公司

機(jī)床電氣的數(shù)控化技術(shù)具有復(fù)雜性、多樣性、多變性的特點(diǎn)，我國(guó)在此技術(shù)方面還沒(méi)有完善的、成熟的理論體系，而當(dāng)今此技術(shù)又非常重要，對(duì)此技術(shù)的研究具有非常重要的意義，文章就機(jī)床電氣的數(shù)控化系統(tǒng)的優(yōu)化與維護(hù)作了簡(jiǎn)要分析，對(duì)數(shù)控化技術(shù)有一定的指導(dǎo)意義。

機(jī)床電氣 數(shù)控化 系統(tǒng)優(yōu)化

生產(chǎn)機(jī)械的過(guò)程中，采取高效的機(jī)床電氣控制系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)效率有著很大的提升作用。傳統(tǒng)的機(jī)床控制技術(shù)主要由繼電器完成控制，設(shè)備獨(dú)立性較差，在生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)較多的機(jī)械故障。隨著PLC技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床技術(shù)得到了極大的提升，也為提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益做出貢獻(xiàn)。

一、PLC 系統(tǒng)具體功能

PLC劃分為固定與組合兩種類(lèi)型，固定式PLC 包括I/O、電源、中央處理器、內(nèi)存、顯示屏組成，構(gòu)成整體模塊后不可拆卸。組合式PLC 包括I/O、電源、內(nèi)存、中央處理器、機(jī)架組成，安裝過(guò)程必須遵守安裝順序，不能隨意調(diào)整。PLC 由中央處理器作為系統(tǒng)核心，相當(dāng)于人類(lèi)的大腦，每組PLC 控制器必須保證使用最少一個(gè)中央處理器，中央處理器可以對(duì)PLC 系統(tǒng)提供的權(quán)限收集用戶需要儲(chǔ)存與接收的信息，并且對(duì)信息進(jìn)行掃描，收集現(xiàn)場(chǎng)裝置傳輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)與狀態(tài)，將其保存在寄存器中。中央處理器由控制總線、控制、運(yùn)算、寄存等模塊組成，其處理速度與最大內(nèi)存量直接決定了PLC 系統(tǒng)的實(shí)際工作效率，而且也會(huì)影響I/O 數(shù)量、運(yùn)行速度、軟件容量等因素，是決定控制模具規(guī)模的設(shè)備。PLC可以實(shí)現(xiàn)限時(shí)控制功能，根據(jù)系統(tǒng)提供的定時(shí)器，可以進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)定，方便后期調(diào)用或修改。通過(guò)PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)控制，是開(kāi)展下一道生產(chǎn)工序的關(guān)鍵工作，在完成上一道生產(chǎn)工序后，直接進(jìn)行寄存器的移位設(shè)計(jì)，確保生產(chǎn)工序順利開(kāi)展。最新式的PLC技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)通信聯(lián)網(wǎng)工作，通過(guò)快速的信息互換技術(shù)，可以遠(yuǎn)程進(jìn)行I/O控制，將PLC系統(tǒng)完全劃分成多個(gè)小型控制器，可以快速進(jìn)行集中管理，而且也可以實(shí)現(xiàn)分散控制效果。PLC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功效，該功能只在新型的PLC控制器中應(yīng)用，如果需要調(diào)整控制模擬量，就可以選擇該方法。

二、機(jī)床電氣系統(tǒng)優(yōu)化的必要性

為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床電氣控制，必須保證可操作目標(biāo)完成相關(guān)技術(shù)活動(dòng)，并且滿足企業(yè)生產(chǎn)要求，使機(jī)床生產(chǎn)速度與產(chǎn)品質(zhì)量得到極大的提升。在進(jìn)行PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的策劃階段，必須保證設(shè)計(jì)滿足以下標(biāo)準(zhǔn)要求院系統(tǒng)全面性，由于不同的工業(yè)生產(chǎn)需求差距較大，而且制作工序與設(shè)備操作要求有很大差別，所以必須保證系統(tǒng)可以全面提供各項(xiàng)技術(shù)能力，使PLC系統(tǒng)更加完整、系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。企業(yè)需要通過(guò)較低的成本獲得較高的經(jīng)濟(jì)收益，所以策劃階段必須制定出簡(jiǎn)便易行的PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)可靠性，安全生產(chǎn)是每個(gè)企業(yè)必須重視的重點(diǎn)，而穩(wěn)定的生產(chǎn)是保證企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵，所以必須保證PLC 系統(tǒng)正常運(yùn)行的安全性與平穩(wěn)性；系統(tǒng)發(fā)展性，由于PLC 技術(shù)不斷成熟，有可能在短時(shí)間內(nèi)就出現(xiàn)嶄新的技術(shù)手段，所以在策劃的過(guò)程中，必須考慮系統(tǒng)升級(jí)的問(wèn)題，在制造技術(shù)中預(yù)留出升級(jí)范圍，并且使用高兼容、高發(fā)展性的接口與通信技術(shù)。為了使PLC 系統(tǒng)效果更佳，所以必須充分考慮到PLC 控制器需要操作的范圍，了解可操作目標(biāo)的具體特征與所需制造工藝。在決定操作規(guī)模時(shí)，需要根據(jù)I/O 設(shè)備數(shù)量決定操作系統(tǒng)最大規(guī)模，PLC 操作系統(tǒng)的操作規(guī)模較大，需要使用大量開(kāi)關(guān)進(jìn)行大量操作行為，操作設(shè)施數(shù)量較大。

三、機(jī)床電氣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

（一）設(shè)計(jì)方案

在決定PLC 編寫(xiě)語(yǔ)言時(shí)，必須充分考慮編寫(xiě)簡(jiǎn)便性，由于PLC系統(tǒng)是直接操作的系統(tǒng)，所以選擇梯形圖與指令兩種編程語(yǔ)言較為適合。梯形圖語(yǔ)言在我國(guó)的應(yīng)用十分廣泛，其基礎(chǔ)是繼電器接觸器的梯形圖，而通過(guò)梯形圖的鏈接線表達(dá)出相互的關(guān)系。梯形圖需要自上而下進(jìn)行編寫(xiě)，而PLC 系統(tǒng)執(zhí)行順序并不受梯形圖影響。通過(guò)左垂線作為梯形圖起始母線，而繼電器線圈作為終止母線。

（二）設(shè)計(jì)步驟

PLC 系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩大模塊組成，硬件方面為PLC 外部裝置，軟件方面包括PLC 程序，兩方面共同組成了PLC 系統(tǒng)。目前常用的PLC系統(tǒng)需要四大步驟完成設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)必須對(duì)被控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的解析，對(duì)其中全部的信息進(jìn)行了解和認(rèn)識(shí)。設(shè)計(jì)人員在完成現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查后，根據(jù)收集到的具體資料和操作人員提出的操作意見(jiàn)，了解到被控對(duì)象的條件、功能、時(shí)序等信息，明確PLC系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)、系統(tǒng)與機(jī)械的關(guān)聯(lián)、工作方式、人機(jī)界面等要求。在選擇硬件的階段，需要考慮按鈕、開(kāi)關(guān)、位置轉(zhuǎn)換裝置與傳感器等數(shù)據(jù)輸入裝置，還需要考慮到信號(hào)等、電磁閥、接觸器、執(zhí)行器等輸出設(shè)備。完成PLC 控制器，需要考慮到控制器型號(hào)、I/O 模塊、電源容量等，而且在進(jìn)行端口分配時(shí)，必須提供相關(guān)的名稱、編號(hào)、代碼等信息，并且提供詳細(xì)的通道分配表。在進(jìn)行PLC 硬件線路圖繪制時(shí)，需要重點(diǎn)考慮計(jì)數(shù)器、輔助繼電器、定時(shí)器的位置。操作程序必須根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需求進(jìn)行合理的編制，選擇機(jī)床生產(chǎn)階段適用的操作方式，并且找出效果最佳的PLC 程序。編制操作程序必須保證全部生產(chǎn)操作都可以實(shí)現(xiàn)，并且分步進(jìn)行編制工作，確保每一階段的工作程序與操作性能有效，編制出更加完善的程序操作體系。正常的程序編寫(xiě)順序?yàn)槌跏蓟?、檢查、判斷、顯示，并且進(jìn)行軟件保護(hù)。程序調(diào)節(jié)的主要內(nèi)容為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)與模擬兩種，目前較為常用的為模擬調(diào)節(jié)，主要是收集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)后，選擇軟件或硬件兩種模擬方法中較為適合的一種。

四、結(jié)束語(yǔ)

機(jī)床自動(dòng)化技術(shù)不斷成熟，機(jī)床電氣控制系統(tǒng)受到了社會(huì)各界的重視。PLC 系統(tǒng)以它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展中已經(jīng)得到了良好的應(yīng)用，其安全穩(wěn)定、編寫(xiě)簡(jiǎn)單、抗阻性強(qiáng)、效果優(yōu)越等特點(diǎn)，為PLC系統(tǒng)發(fā)展提供了良好的支持。

［1］謝明紅.PLC 的橋式組合大切機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.機(jī)電工程技術(shù).2014

［2］李虎山.PLC 的三面銑組合機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.自動(dòng)化加工技術(shù).2015