Plc在数控机床控制系统中的应用探讨

Plc在数控机床控制系统中的应用探讨

涂子明

（武汉市汉口学院湖北省武汉市430000）

摘要：现如今，国内科学技术进步速度较快，在机械制造领域中，Plc控制技术的运用在数控机床控制系统中发挥着重要的作用，其运用有效的促进了数控机床控制系统整体效率的提升，并已逐渐成为数控机床控制系统中的重要技术内容。本文将对Plc在数控机床控制系统中的应用展开讨论，旨在为业内人士提供参考。

关键词：Plc；数控机床控制系统；应用

引言：当前机械化设备逐渐代替了人工劳动，在很大程度上促进了企业生产水平的提升，经济效益也在逐渐增长。数控机床是运用为机械制造领域的发展提供着动力支持。作为一种机械设备，其在运行中就难免会出现一些问题，在出现故障问题的情况下，会对整体系统的运行产生影响。在机械加工领域的快速发展下，对机床性能也提出了更高的要求，为了满足现阶段机械制造加工实际要求，需要确保数控机床的稳定高效运行，Plc作为一项先进技术，其运用能够对机械电气控制装置起到保护作用，能够推动企业生产加工工作的顺利开展。

一、可编程序控制器的特点

（1）体积小重量轻。超小型的Plc底部尺寸＜100mm，重量＜150g，其功耗仅为数瓦。由于其体积小，很容易装入机械中，便于机电一体化的实现。

（2）实用性普遍。Plc可适用于各种规模的电气控制场合，除了基本的逻辑处理功能之外，当前大多Plc具有数据运算能力，并可应用于数字控制领域中。近年来，Plc的功能日益完善，Plc的应用已经普遍到温度控制、位置控制及CNC等多个控制领域。

（3）抗干扰能力强。由于Plc采用了现代化的大规模集成电路技术，在内部电路、生产工艺等方面均采取先进的抗干扰处理技术，具有较高的可靠性。另外，Plc还自备硬件故障自动检测功能，在发生故障问题后可以发出警报信号。在软件运用中，操作人员能够通过编入外围器件的自诊断故障程序，从而使系统中的电路与设备都具备自我保护功能。

（4）维护与改造方便。Plc通过存储逻辑替代了接线逻辑，控制设备外在接线数量缩减，可以节省较多的控制系统设计与建造时间，有利于后期维护操作，并且程序便于改变，能够快速的运用到实际生产阶段的改变。

二、Plc在数控机床控制系统中应用的意义

数控机床是设有程序控制系统的自动化机床，在如今工业加工领域中，扮演着重要的角色。数控机床的应用为加工生产提供了有利的支持，促进了企业生产效益的提升。对于数控机床来说，控制系统能够保证其稳定安全的运行，数控机床控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，用代码的形式输入到数控装置中，以此来控制机床的动作，按照控制系统给出的命令来完成相应的动作。但在机械制造加工任务量逐渐增加下，数控机床控制系统运行时会受到来自多方面因素的影响，从而导致其性能稳定性降低，当系统运行不稳定时，就必然会导致数控机床运行效率降低，甚至还可能引起安全事故，导致人员伤亡以及经济损失情况发生。在这种条件下，数控机床控制系统运行性能越来越受到业内人士的关注。Plc是一种可编程控制器件，是以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，在机械制造加工行业中有着不可替代的作用。Plc是在传统的继电接触控制技术上的一种创新，它克服了继电接触控制系统中的机械接触点的接线复杂、灵活性差、可靠性低的缺点，通过微处理器有效地提高了机械数控装置的自动化控制水平。同时，Plc抗干扰性强、自我检测能力强，在数控机床控制系统中应用Plc可以有效地提高机械数控装置的性能，提高控制系统的自动化控制水平，提高数控机床运行效率，保证数控机床的安全、高效运行。

三、Plc在数控机床控制系统中的应用

3.1Plc与数控系统以及数控机床间的信息交换

对于数控机床控制系统而言，信息流通的是否顺畅、能够实现信息的共享和交换是数控机床控制系统运行的关键，一旦信息得不到传递和交换，势必就会影响到整个系统的运作。在数控机床控制系统中，要想更好地应用Plc，就必须注重信息之间的传递和交换的应用。在数控机床控制系统应用Plc的过程中，信息的产生、传递、交换主要体现在Plc、数控机床以及数控机床控制系统3个单位。为了实现信息的更好传递和交换，需要采用底层Plc控制结合上位机监控的组合模式，合理而有效地设置在数控机床控制系统。分别在集控系统的3个控制室中装置Plc主机，确保Plc与数控机床以及数控机床控制系统之间相连，将机床外侧的I/O单元接口连接Plc的输入接口，Plc编程者可以通过数控机床传过来的信息自由定义，进行修改，然后传递到机床。在将Plc的输出接口接入到机床接口时，由Plc通过输出的接口向机床传递出的信息的内容和地址等也可以进行自行定义。接着是由CNC到Plc。在整个信息交流和交换的过程中，所有Plc送至CNC的信号地址与含义由CNC厂家确定，Plc编程者只可使用，不可改变和增删。

3.2Plc在数控机床中的工作流程

Plc在数控机床中的工作流程，通常的Plc工作流程基本上是一致的，分为以下几个步骤：（1）输入采样。输入采样，就是Plc以顺序扫描的方式读入所有输入端口的信号状态，并将此状态，读出输入到映象寄存器中。当然，在程序运行周期中这些信号状态是不会变化的，除非一个新的扫描周期的到来，并且原来端口信号状态已经改变，输入到映象寄存器的信号状态才会发生变化；（2）程序执行。程序执行阶段系统会对程序进行特定顺序的扫描，并且同时读出输入映像寄存区、输出映像寄存区的读取相关数据，在进行相关运算后，将运算结果存入输出映像寄存区供输出和下次运行使用；（3）出刷新阶段。在所指令执行完成后，输出映像寄存区的所有输出继电器的状态（接通/断开）在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过特定方式输出，驱动外部负载。

3.3数控机床功能模块的控制

首先，利用Plc对机床操作面板的控制。对于数控机床这种自动化设备而言，它的操作面板分为系统操作面板和机床操作面板。在数控机床控制系统中，利用Plc，通过编程，对数控机床操作面板进行控制，系统操作面板以及机床操作面板直接由Plc来进行总控制，从而减少信号的流失，避免信号流失给控制系统带来影响；其次，信号的控制，在整个数控机床控制系统中，所有操作指令都是以信号的形式来下达，在Plc控制中，对信号的控制主要体现在输出和输入信号的控制。在信号输入时，信号要经过Plc进行逻辑运算，输入的信号种类是多样化的，其中很多是用来检测机床运行的信号。在信号得到处理之后就是由Plc进行输出，这些输出的信号经外围控制电路中的继电器、接触器、电磁阀等输出给控制对象。同时，通过Plc指令翻译，将信息传导出去，数控机床在得到信号指令后，按照质量要求进行工作，从而实现在功能上的控制。

结语：数控机床控制系统中，想要提高Plc技术的应用水平，还需要加强对Plc技术应用的研究。在生产实践中，Plc技术既促进了系统运行效率的提高，也保证了生产运行质量。数字技术在如今的机械制造行业中得到了迅速的推广运用，而Plc技术的运用为其运用创造了更好的条件，因此，需要在实践中不断运用先进的科学技术，进而促进企业生产效率与竞争力的提升。

参考文献：

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[2]刘希璐，刘鹏.PLC在数控机床控制系统中的应用[J].装备制造技术.2013（08）

[3]郑火胜.PLC技术在数控机床故障诊断中的应用[J].中小企业管理与科技（中旬刊）.2014（09）