王得宏

（武威職業(yè)學(xué)院，甘肅 武威 733000）

可編程控制器簡(jiǎn)稱為PLC，該技術(shù)是伴隨工業(yè)的快速發(fā)展而逐漸發(fā)展起來(lái)的，經(jīng)過(guò)幾十年的快速發(fā)展形成了一套先進(jìn)的控制電氣、運(yùn)算、技術(shù)等的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算、調(diào)節(jié)模擬量、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，推動(dòng)了現(xiàn)代化、信息化、自動(dòng)化機(jī)械加工及機(jī)床控制領(lǐng)域的發(fā)展，在工業(yè)領(lǐng)域具有重要的影響作用[1]。眾所周知，隨著社會(huì)社會(huì)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的手工業(yè)及勞動(dòng)力無(wú)法滿足社會(huì)發(fā)展的基本需求，機(jī)械設(shè)備逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的勞動(dòng)力。但是，隨著自動(dòng)化技術(shù)的日益成熟，現(xiàn)代化機(jī)械技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)相比，顯著的提升了社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。其中，PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用更為頻繁，基于此，本文以此為研究對(duì)象，簡(jiǎn)要的介紹了PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，為促進(jìn)我國(guó)數(shù)控機(jī)床中電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展提供一定的幫助。

1 PLC技術(shù)的基本概況

PLC是可編程控制器的簡(jiǎn)稱，其本質(zhì)是可編程存儲(chǔ)器，主要借助存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、定時(shí)、順序控制、計(jì)算操作等功能，以數(shù)字的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械自動(dòng)化控制。PLC主要針對(duì)于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，與其他用途計(jì)算機(jī)功能基本一致，由輸入輸出模塊、電源模塊、CPU模塊、存儲(chǔ)器模塊和功能模塊等幾大功能構(gòu)成[2]。與其他計(jì)算機(jī)相比而言，PLC技術(shù)的編程更為簡(jiǎn)單，適應(yīng)性更強(qiáng)，操作更為便捷。

PLC技術(shù)具有更為簡(jiǎn)單的編程特征，使得使用者更易接受并使用，以梯形圖、邏輯圖為主，對(duì)計(jì)算機(jī)編程知識(shí)的要求較低。因此，PLC技術(shù)的開(kāi)發(fā)成本較低，且更利于使用現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作。在使用者的工作目的發(fā)生改變需求對(duì)程序指令進(jìn)行修改時(shí)，并不需要將設(shè)備硬件設(shè)備拆除進(jìn)行相應(yīng)的修改工作，而是可以借助在線修改程序進(jìn)行，有效的提高了更換工作程序指令的效率。此外，PLC技術(shù)可以與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理的目的，有效的提高了該技術(shù)的實(shí)用性和可靠性，并具有較強(qiáng)的抗干擾能力，使得工作性能更為穩(wěn)定?；谏鲜鲂阅?，PLC技術(shù)廣泛的應(yīng)用各種較為精密儀器的控制系統(tǒng)中，并取得了顯著的成效。PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，顯著的提升了數(shù)控機(jī)床的控制性能，提高了加工儀器的精密度，滿足了社會(huì)的基本需求，為推動(dòng)機(jī)床向智能化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。因此，研究PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用形式

PLC技術(shù)是一項(xiàng)現(xiàn)代化的可編程控制技術(shù)，在工業(yè)機(jī)床電氣控制方面有著較為成熟的應(yīng)用市場(chǎng)，推動(dòng)了我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。就目前為止，常見(jiàn)的PLC技術(shù)通過(guò)獨(dú)立式和內(nèi)裝式兩種方式應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)中，其中獨(dú)立式的PLC技術(shù)的應(yīng)用空間較為廣泛，這是由于獨(dú)立式的PLC技術(shù)能夠使得用戶獲得更加有效的功能需求，并根據(jù)需求功能選擇最佳的PLC技術(shù)產(chǎn)品，可以有效的實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的優(yōu)化控制；內(nèi)裝式的PLC技術(shù)是集成式的PLC技術(shù)[1]，該技術(shù)融合了NC技術(shù)，有效的實(shí)現(xiàn)了PLC技術(shù)與NC技術(shù)之間的信號(hào)傳遞，可以促進(jìn)以內(nèi)部總線為基礎(chǔ)的信息交換速度，對(duì)拓寬信息渠道有明顯的提升。此外，PLC技術(shù)與NC技術(shù)既可以獨(dú)立使用，也可以通過(guò)共用CPU使用，有助于提升控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于PLC技術(shù)與NC技術(shù)可以相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)某些高級(jí)功能，且因二者具有較高的穩(wěn)定性能，因此內(nèi)裝式PLC技術(shù)具有更為廣闊的應(yīng)用前景，國(guó)內(nèi)大多數(shù)的較高檔次的數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)采用了該技術(shù)。

2.2 PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床信息交換中的應(yīng)用

數(shù)字控制技術(shù)技術(shù)最本質(zhì)的目的在于通過(guò)數(shù)字化、現(xiàn)代化的信息交換技術(shù)達(dá)到操作過(guò)程中精微控制的目的。因此，PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)方面的應(yīng)用就要借助于該技術(shù)的信息交換功能，借助該技術(shù)的信息交換功能就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床、數(shù)控工作系統(tǒng)和PLC技術(shù)之間的信息交換，達(dá)到最終控制數(shù)控機(jī)床中電氣設(shè)備的目的[3]。此外，在信息交換過(guò)程中不僅僅局限于某兩個(gè)、多個(gè)部分之間的信息交換，而是能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控工作系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床之間的全面的信息交換。為了保證各種信息交換的徹底性和穩(wěn)定性，數(shù)控機(jī)床中不同的模塊之間采用不同的接口，可以有效的提高數(shù)據(jù)信息交換的有效性，并實(shí)現(xiàn)了信息從數(shù)控機(jī)床I/O端子板到最終可編程的控制目的，并且其接口的傳達(dá)方式可以由使用者根據(jù)自身需求進(jìn)行自定義設(shè)定，有效的提高了數(shù)字機(jī)床中電氣控制系統(tǒng)的實(shí)用性。

2.3 PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的工作流程

PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用是當(dāng)前階段推進(jìn)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化、現(xiàn)代化、智能化發(fā)展的必經(jīng)歷程，有效的提高了數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的精確度，使得加工生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品精度更高，可以滿足社會(huì)市場(chǎng)對(duì)精密儀器的需求，因此具有廣闊的應(yīng)用前景[4]。PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的工作流程可按照具體的工作順序及工作目的等分為三個(gè)階段。

具體的工作流程可以表述為：①PLC技術(shù)輸入處理階段，該階段主要借助PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字機(jī)床中各種輸入電路的實(shí)際工作情況，并在此過(guò)程獲取各類電路實(shí)際工作情況過(guò)程中產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)，為了提高獲取數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，在該步驟中一般將外部輸入電路處于接通狀態(tài)，借助接口電路達(dá)到輸入的目的后可以執(zhí)行下一步工作流程；②PLC技術(shù)執(zhí)行階段，PLC技術(shù)的實(shí)質(zhì)是可編程的控制器，因此，在PLC技術(shù)執(zhí)行階段需要相應(yīng)的程序指令進(jìn)行相關(guān)的操作步驟，并根據(jù)具體的執(zhí)行狀況獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，可以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的按照相關(guān)事先設(shè)定的程序指令進(jìn)行操作，也意味著PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中電氣控制系統(tǒng)中的使用是借助于不同類型的若干程序指令實(shí)現(xiàn)的。因此，為了使得程序指令順序不出錯(cuò)，一般采用存儲(chǔ)器指令對(duì)不同的程序和指令進(jìn)行排序，這種排序的目的是防止指令操作過(guò)程中出現(xiàn)跳轉(zhuǎn)，使得電氣控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，即在指令執(zhí)行過(guò)程中，若沒(méi)有其他跳轉(zhuǎn)指令的干預(yù)，則指令執(zhí)行狀況從第一條指令按照事先設(shè)定好的順序逐條執(zhí)行，一直到使用者所設(shè)定的指令完成之后才能輸出處理；③PLC技術(shù)輸出階段，該階段是在完成上述兩個(gè)操作步驟的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，此時(shí)PLC技術(shù)的寄存器已經(jīng)處于接受輸出電路的狀態(tài)[1]。在PLC技術(shù)輸出階段，使用者可以根據(jù)自身工作需求設(shè)定一定的輸出方式，在完成相應(yīng)的操作程序指令之后，將輸出結(jié)果輸出至鎖存器進(jìn)而轉(zhuǎn)存，并借助特定的輸出方式實(shí)現(xiàn)外部負(fù)載的目的。

2.4 PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的控制功能

前文已述及，PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中控制功能的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)程序指令實(shí)現(xiàn)的，即在相應(yīng)的程序流程中植入相應(yīng)目的的控制程序，即控制信號(hào)的植入過(guò)程。在該過(guò)程中，為了提高控制精度，需要精確的分析與數(shù)控機(jī)床相關(guān)的各類數(shù)據(jù)與信息，在將PLC開(kāi)關(guān)信號(hào)植入到可編程控制程序中，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床控制的目的。目前，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)有效的控制數(shù)控機(jī)床的床側(cè)，尤其是在信號(hào)傳達(dá)方面的控制技術(shù)，可以有效的開(kāi)展讀取工作與分析工作數(shù)據(jù)。此外，PLC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)面板的控制，該技術(shù)精確的控制面板可以有效的為CNC提供保障；PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)了信號(hào)傳達(dá)控制的目的，在信號(hào)傳達(dá)過(guò)程中穩(wěn)定的控制技術(shù)是防止信號(hào)傳達(dá)出現(xiàn)錯(cuò)誤、遺漏等的有效措施；PLC技術(shù)有助于推進(jìn)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展，在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，若數(shù)控機(jī)床的某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常，此時(shí)PLC技術(shù)可獲取異常數(shù)據(jù)信息，反饋至相應(yīng)的分析處理中心進(jìn)行識(shí)別，判斷出出現(xiàn)異常的情況，并以警報(bào)的形式提示[5]；PLC技術(shù)有助于推動(dòng)轉(zhuǎn)換控制優(yōu)化的進(jìn)程，在數(shù)控機(jī)床工作中，不同操作步驟之間的有效轉(zhuǎn)換是提高數(shù)控機(jī)床現(xiàn)代化、智能化發(fā)展的有效措施，在一些數(shù)控機(jī)床中加工中心煮粥可以實(shí)現(xiàn)立轉(zhuǎn)換或臥轉(zhuǎn)換，而PLC技術(shù)可以使得該類轉(zhuǎn)換過(guò)程更為優(yōu)化，有效的提高了數(shù)控機(jī)床的控制性能。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，PLC技術(shù)是推動(dòng)數(shù)控機(jī)床向自動(dòng)化、智能化發(fā)展的必經(jīng)歷程，也是數(shù)控機(jī)床中的最核心的設(shè)備，是提高數(shù)控機(jī)床加工精度的措施之一。近年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)科學(xué)技術(shù)的革新以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，有效的提高了數(shù)控機(jī)床的工作性能。雖然說(shuō)，現(xiàn)階段PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用比較成熟，但是仍然存在較大的發(fā)展空間，如如何增強(qiáng)PLC技術(shù)對(duì)數(shù)控機(jī)床中電氣控制系統(tǒng)的工作效率等仍存在較大的探索空間。基于此，本文以PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用為研究對(duì)象，從4個(gè)方面總結(jié)了PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，為推動(dòng)數(shù)控機(jī)床向自動(dòng)化、智能化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。