基于PLC數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)的仿真研究

趙靜

摘要：本文主要對基于PLC數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)的組成形式、硬件和軟件，以及仿真方式進行了深入的分析，從而通過這種方式，體現(xiàn)出PLC對于數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展有著積極的促進作用。

關鍵詞：PLC；數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)；仿真

中圖分類號：TG547 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）11-0020-02

隨著我國科學技術(shù)水平的進一步提升，在對數(shù)控銑床進行控制時，為了促進控制質(zhì)量的進一步提升，從而逐漸將氣動控制技術(shù)運用到了數(shù)控銑床的控制之中，并且逐漸成為了其中控制的主要方式。而在數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)之中，氣動換刀裝置作為數(shù)控銑床其中的一種關鍵部位，如果數(shù)控銑床在使用刀具進行工作時其刀具出現(xiàn)了問題，就能夠通過這個裝置進行裝刀、卸刀等方面的工作，對于數(shù)控銑床工作的開展，有著極大地促進作用。

1 基于PLC數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)的組成形式

隨著技術(shù)水平的不斷提升，數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)為了促進自身的發(fā)展，從而將多種設備運用到了系統(tǒng)之中，其中不僅包括了PLC，同時還有變頻率器、電抗器、壓縮機、電機、壓力變送器等多種形式的設備[1]。為了保證相關設備在使用的過程中能夠促進工作質(zhì)量的提升，在進行設備的選擇時，需要使用質(zhì)量較高的設備運用在數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)之中。比如在選擇壓縮機時，則可以使用型號為DLG-101型的單螺桿壓縮機，而電機的使用，也可以，利用功率為80千瓦的電機進行相應的工作。同時還在進行壓縮機的選用時，為了防止意外情況的出現(xiàn)，需要準備兩臺壓縮機。通過這種方式，有利于防止壓縮機出現(xiàn)故障時，能夠及時找到備用壓縮機，從而促使相關工作的繼續(xù)進行，不會對工作效率產(chǎn)生影響。而在進行PLC的使用時，由于PLC在使用的過程中具有開啟、運轉(zhuǎn)、停止、切換、故障診斷和報警燈方面的功能，因此可以有效的將其運用在數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)之中。要想使得數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)在發(fā)展的過程中變得更加自動化，將變頻調(diào)速技術(shù)運用其中就能夠產(chǎn)生良好的效果。而這其中的工作原理主要為：在運用的過程中進行設定值的設定，進而經(jīng)過PID、電機、壓縮機、儲氣罐的順序進行相應的工作。如果在這過程中壓力過高，則需要通過壓力變速器進行壓力的控制。等到壓力降至合理的水平，就能夠重新進行全自動的操作工作，有利于促進數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)的進一步發(fā)展。

2 基于PLC數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)的硬件和軟件

2.1 數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)的硬件設備

隨著我國科學技術(shù)水平的提升，PLC S7-200 CPU22作為系統(tǒng)的控制核心，是整個數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)中最主要的硬件[2]。這一轉(zhuǎn)換模塊在建立的過程中為了擁有一定的質(zhì)量，從而促進數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)的進一步發(fā)展，需要進行4個輸入和一個輸出的設置。通常情況下為了進行信號的采集，必須按照一定的順序進行相關的工作。而進行采集輸入信號的工作，則是通過多路開關進行的。等到信號的被采集完成后，不僅需要進行采集值的計算，同時還要通過數(shù)字濾波器進行平均值速度的求取。在最后的工作中，為了使得其中的輸出信號能夠被轉(zhuǎn)換為標準信號，還要利用氣壓傳感器進行相關的工作。只有這樣，才能保證系統(tǒng)順利進行相關工作的開展。

2.2 數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)的軟件設備

數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)在進行工作的過程中為了促進工作質(zhì)量的提升，還要利用以組態(tài)王作為上位機的軟件平臺進行相關的工作，通過這種方式，有利于工作人員在進行工作時，更有效率的進行觀察PLC的控制狀態(tài)[3]。而在進行軟件仿真界面設計的過程中，需要使用組態(tài)軟件中的窗口和子圖進行相應的連接。不過由于數(shù)控銑床在運行的過程中存在著特殊要求，系統(tǒng)在運行的過程中需要進行二次開發(fā)。從而通過這種方式，有利于在動畫以及音頻技術(shù)的影響之下，對于相關工作的開展，更有利于促進其工作質(zhì)量的提升。

為了促進系統(tǒng)工作質(zhì)量的進一步提升，需要頻繁使用相關的元件設備，比如換向閥、氣缸等元件的使用。而這些元件的使用由于過于頻繁，從而使得這些元件同時擁有著較高的使用頻率。比如，如果將不同元件的Active X通過VC++軟件中App Wizard功能進行相應的設計，就能夠在一定程度上促進PLC控制軟件使用效率的提升。進而將Active X做好設計工作之后，則將其控件輸入在組態(tài)軟件中。通過這種方式，就能夠讓Active X成為PLC控制軟件圖庫中的一個圖元，對于其中控件大小和顏色等方面的控制，有利于促進相關工作變得更加的便捷。同時由于控件本身在運行的過程中具有一定的移動、修改和縮放等方面的功能，因此為了保證相關工作變得更加的便利，組態(tài)軟件可以對這些功能進行調(diào)用。而在進行數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)軟件的設計時，為了能夠讓數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)在使用的過程中擁有一定的質(zhì)量，需要按照一定的順序進行設計。在開始設計時，需要進行數(shù)控銑床波動控制設備的驅(qū)動管理的工作，進而進行數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)圖形組態(tài)的設計。做完了相關工作之后，再進行數(shù)控銑床氣動PLC控制的程序設計的工作。再接下來的工作就是進行數(shù)控銑床氣動控制策略的制定，進而做好與PLC進行數(shù)據(jù)和命令的交接設計工作。解決完這類工作之后，設計者們就可以進行數(shù)控銑床氣動控制策略的刷新，進而運行仿真程序，從而顯示出數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)的狀態(tài)。做好這些工作之后，需要測試其仿真結(jié)果是否滿足工作要求，如果不滿足要求，則需要返回到第一步驟繼續(xù)進行工作。如果滿足要求，則說明數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)得以完成。

3 基于PLC數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)的仿真方式

當向數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)中輸入一個“階躍信號”時，可以得到由傳統(tǒng)繼電器控制和 PLC 控制所對應的裝夾刀具相對應的速度-時間變化曲線。從而通過這種方式，有利于保證PLC 控制所對應的裝夾刀具能夠在穩(wěn)定的速度下進行相關的工作。同時，通過這種方式，也有利于數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)在PLC的影響之下，能夠促進仿真技術(shù)水平的進一步提升，有利于促進控制系統(tǒng)工作質(zhì)量的提升。endprint

而在進行仿真實驗室，如果把加工刀具的尺寸增加到原來的3倍，就能夠使得數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)在PLC的控制下被控制的曲線，相對于傳統(tǒng)繼電器控制所獲得的曲線更加平穩(wěn)。根據(jù)相應的研究顯示，結(jié)果表明PLC控制比傳統(tǒng)繼電器控制具備更好的控制精度。隨著加工刀具尺寸的增加，這種穩(wěn)定程度越來越顯示出來，而傳統(tǒng)的繼電器控制出現(xiàn)了非常大波動，控制穩(wěn)定性較差。因此，如果將數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)的仿真技術(shù)在運用PLC的背景之下進行仿真技術(shù)的研究，有利于促進數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)技術(shù)水平的進一步提升。因此，PLC對于數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)的發(fā)展，有著一定的促進作用。

4 結(jié)語

在數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)中利用PLC控制完成對銑刀的裝夾操作，有利于在一定程度上進一步的提高數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)的自動化程度的效果。同時通過這種方式，對于提高數(shù)控銑床的性能，也有著一定的促進作用。如果將該控制系統(tǒng)運用在工作之中，不僅能夠幫助系統(tǒng)在使用過程中進一步的做好能源節(jié)約的工作，同時還能夠在一定程度上促進系統(tǒng)使用壽命的延長，能夠幫助系統(tǒng)盡量減少維修方面的次數(shù)。因此為了促進數(shù)控銑床氣動控制系統(tǒng)技術(shù)水平的進一步提升，必須將PLC運用到這其中，以促進其進一步發(fā)展。

參考文獻

[1]文麗松.PLC和變頻器在礦山空氣壓縮機改造中的應用[J].采礦技術(shù)，2013，5（5）：70 -71.

[2]甘方成，劉百芬，呂福星.空氣壓縮機節(jié)能分析及其控制系統(tǒng)的設計[J].工礦自動化， 2013，5（3）：72-74.

[3]謝克明，夏路易.可編程控制器原理與程序設計[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012，15（18）：62.

Abstract：This paper focuses on the PLC CNC milling machine pneumatic control system composition， hardware and software based on the simulation， and conducted in-depth analysis， and through this way， reflect the PLC CNC milling machine for development of gas control system simulation technology has a positive role in promoting.

Key Words：PLC；NC milling machine pneumatic control system；simulationendprint