PLC在機(jī)床行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

葉冠廷 賴海軍

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在機(jī)床行業(yè)中PLC技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。PLC系統(tǒng)反應(yīng)快、靈敏度高、透濕、抗干擾能力較強(qiáng)，具有一定的可靠性，而且電源質(zhì)量要求較低。在機(jī)床行業(yè)中，大量利用PLC技術(shù)來提高機(jī)床的生產(chǎn)效率和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。本文主要針對(duì)PLC技術(shù)在行機(jī)床行業(yè)中的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并且闡述了它的工作原理。

關(guān)鍵詞 機(jī)床行業(yè);PLC技術(shù);應(yīng)用

前言

數(shù)字化技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中廣泛使用，隨著技術(shù)時(shí)代的不斷變革，涌現(xiàn)出大量的數(shù)字化控制應(yīng)用技術(shù)，而PLC技術(shù)就是其中一個(gè)，它被廣泛應(yīng)用于機(jī)床等行業(yè)。通常在組合機(jī)床控制系統(tǒng)中有單片機(jī)控制、繼電器控制和PLC控制。綜合考慮PLC較為突出，它成本較低，可靠性高且應(yīng)用效益較高，在機(jī)床行業(yè)廣泛流行。

1PLC技術(shù)概述

PLC技術(shù)，其全稱為可編程控制器。它是當(dāng)前在機(jī)床行業(yè)中廣泛使用的自動(dòng)化裝置。PLC能夠通過編程存儲(chǔ)器進(jìn)行一系列的邏輯運(yùn)算，并且他能夠接受各種指令，然后通過數(shù)字量經(jīng)控制器轉(zhuǎn)化成行業(yè)所需的輸出量，然后有利于生產(chǎn)。

PLC的工作原理，包含三個(gè)方面[1]。首先是采樣。通過對(duì)輸入斷層掃描，接收到，輸入信息，然后通過PLC的內(nèi)部存儲(chǔ)信息將近，保存在寄存器內(nèi)。聽到寄存器內(nèi)的信息，不會(huì)被外界所干擾，處于獨(dú)立的狀態(tài)，其內(nèi)容之中保持原態(tài)[1]。當(dāng)下一工作周期再掃描時(shí)，端子信息采集完成，其內(nèi)部的寄存器會(huì)被重新刷洗。其次是執(zhí)行所需的程序。PLC會(huì)對(duì)所采集到的各個(gè)程序進(jìn)行掃描。根據(jù)程序工作者所編程編寫的程序，來執(zhí)行所需的信息。當(dāng)執(zhí)行過程中，PLC可以將上述采集到的輸入信息通過寄存器在內(nèi)部尋找對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)，然后通過各種運(yùn)算邏輯，最后將輸出結(jié)果存到寄存器中。最后，需要將PLC的程序結(jié)果輸出。程序執(zhí)行完后，計(jì)算器的信息處于輸出狀態(tài)，則會(huì)將信息都輸出在儲(chǔ)存器中。隨后，根據(jù)輸出狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)負(fù)載，然后進(jìn)行加工。

2PLC技術(shù)在機(jī)床行業(yè)的應(yīng)用

在機(jī)床應(yīng)用領(lǐng)域中，PLC的使用頻率特別高，也是不可替代的一部分。在沒有使用PLC技術(shù)之前，主要是通過接觸器等一些元器件的相互聯(lián)系作用來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的工作。但是在PLC應(yīng)用技術(shù)出現(xiàn)以后，這些元器件的工作就由PLC技術(shù)來代替實(shí)現(xiàn)。因此，在機(jī)床行業(yè)當(dāng)中，PLC技術(shù)的應(yīng)用非常的廣泛。同時(shí)，作為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化中必不可少的技術(shù)之一，幾乎所有的控制性工作都需要PLC技術(shù)來配合實(shí)現(xiàn)，隨著其技術(shù)的不斷更新，再加上其產(chǎn)品的價(jià)格低、社會(huì)需求大等特征，PLC技術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。PLC技術(shù)不僅僅應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床，在非數(shù)控機(jī)床中的也有廣泛的應(yīng)用。在數(shù)控機(jī)床中，PLC的應(yīng)用一般是分為兩種形式，分別為內(nèi)裝式應(yīng)用方式和外裝式應(yīng)用方式[2]。

2.1 內(nèi)裝式PLC

采用內(nèi)裝式PLC的數(shù)控系統(tǒng)，是綜合考慮NC和PLC的，兩者之間是通過其內(nèi)部的總線進(jìn)行傳遞信號(hào)的，其速度的傳遞和信息的傳遞都比較的快。兩者之間可以共同使用一個(gè)CPU，也可以各自獨(dú)立的使用一個(gè)CPU，而從硬件整體上來看，兩者之間是沒有多余的導(dǎo)線進(jìn)行連接的，這就增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性，也易于實(shí)現(xiàn)一些高級(jí)的功能。當(dāng)然，PLC技術(shù)中的一些信息也可以通過CNC的顯示器來實(shí)現(xiàn)傳遞。因此，高檔的數(shù)控技術(shù)一般都會(huì)采用內(nèi)裝式的PLC技術(shù)。

2.2 外裝式PLC

外裝式PLC并沒有安置在NC裝置當(dāng)中，其可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)一些控制性功能。在采用外裝式PLC技術(shù)時(shí)，可以根據(jù)用戶的特定要求來選用不同廠商的產(chǎn)品，這樣就選擇性較高，也可以靈活的掌握控制規(guī)模。同時(shí)，隨著時(shí)代的進(jìn)步，要根據(jù)用戶和市場(chǎng)的變化，進(jìn)一步的展開更新和創(chuàng)新。

2.3 PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床中的PLC技術(shù)扮演著大腦的角色，在工作中擔(dān)當(dāng)著控制性的作用。例如，進(jìn)刀和退刀的時(shí)間、刀量的多少以及具體的加工流程等，都需要PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床操作過程中發(fā)出相關(guān)的指令才能加以實(shí)現(xiàn)。在機(jī)械控制和液壓控制等部分也會(huì)應(yīng)用到PLC技術(shù)，通過與計(jì)算機(jī)的配合，來準(zhǔn)確地把握好換刀的時(shí)機(jī)。

在此，將以PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用來具體闡述PLC技術(shù)的應(yīng)用流程[3]。第一，實(shí)現(xiàn)信息的交換。主要是PLC通過信息交換連接的渠道，將外部的信息、CNC以及機(jī)床內(nèi)其他的相關(guān)信息建立起關(guān)聯(lián)性，來實(shí)現(xiàn)信息的傳遞和交換。一般是會(huì)經(jīng)過機(jī)床至PLC、 PLC至機(jī)床、CNC至PLC、PLC至CNC共四個(gè)階段，來達(dá)到信息傳遞的目標(biāo)。第二，數(shù)控加工代碼的實(shí)現(xiàn)。數(shù)控技術(shù)的多種指令都是以ISO標(biāo)準(zhǔn)來確定的。如主軸指令的實(shí)現(xiàn)。在PLC技術(shù)指令控制下，將主軸的速度保持在規(guī)定的范圍之內(nèi)，按照S2位代碼和54位代碼，將已經(jīng)編制好的指令發(fā)出。在編制指令的過程中，將代表主軸轉(zhuǎn)速的S位和2位代碼進(jìn)行準(zhǔn)確編制，由低速向高速一步步的轉(zhuǎn)變。第三，實(shí)現(xiàn)控制功能。操作面板的控制功能主要由操作面板和機(jī)床的操作面板兩者組成控制系統(tǒng)。在工作的過程中，系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，由CNC接收，在CNC中通過轉(zhuǎn)化傳達(dá)到PLC編輯器中，再將發(fā)出的信號(hào)由PLC編輯器后發(fā)出指令，傳輸?shù)綑C(jī)床內(nèi)，下達(dá)機(jī)床工作狀態(tài)命令。針對(duì)機(jī)床外部開關(guān)輸入的信號(hào)功能，由機(jī)床產(chǎn)生的開關(guān)信號(hào)傳輸?shù)絇LC編輯控制器，再通過計(jì)算機(jī)運(yùn)行形成正確的指令，從而讓開關(guān)在開關(guān)控制的不同的狀態(tài)下運(yùn)行，從而完成工作任務(wù)。第四，相關(guān)程序的設(shè)計(jì)與操作。在PLC的輸入程序設(shè)計(jì)和操作過程中，必須保證快速的執(zhí)行速度，才能夠保證每一個(gè)下達(dá)的指令發(fā)揮真正的控制作用。

3結(jié)束語

當(dāng)前，在機(jī)械行業(yè)中，機(jī)床加工技術(shù)在不斷的革新，PLC技術(shù)重點(diǎn)應(yīng)用在機(jī)床行業(yè)中的突出優(yōu)點(diǎn)是其可靠、故障率低，所以，經(jīng)常被用于組合支撐加工控制系統(tǒng)。它能夠高效地完成任務(wù)工作，給企業(yè)帶來很高的發(fā)展效益，同時(shí)，也具有很好的發(fā)展前景，是未來控制系統(tǒng)的新方向。PLC控制系統(tǒng)能夠極大的提高產(chǎn)品的性能，能夠與計(jì)算機(jī)的各大功能進(jìn)行融合，能夠極大地提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效果，值得進(jìn)一步深入研究和探索。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔣秀姣.組合機(jī)床控制系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2014，10（12）：2864-2867，2892.

[2] 機(jī)床行業(yè)應(yīng)用PLC簡(jiǎn)介[J]. 可編程控制器與工廠自動(dòng)化，2009， （2）：30.

[3] 李海兵.分析PLC在數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2020，17（1）：102，104.