基于 PLC 的車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計
2017-6-26 來源：泰州機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 作者：程 香
摘要：基于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展下，對于制造企業(yè)而言，為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益，則就需要針對傳統(tǒng)普通車床落實技術(shù)改造，而將 PLC 技術(shù)引入電氣控制系統(tǒng)中，能夠為有效彌補傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)下所存在的缺陷與不足奠定基礎(chǔ)。本文針對如何將PLC 技術(shù)融入與車床電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計之中進(jìn)行了研究與探頭，并提出了相應(yīng)的設(shè)計方案，以供參考。
關(guān)鍵詞：PLC；車床；電氣控制系統(tǒng)；設(shè)計；研究
隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC 的誕生為工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)提供了全新的自動化控制裝置，借助這一裝置的運用，能夠?qū)崿F(xiàn)對普通車床所采用的傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，以優(yōu)化控制系統(tǒng)接線的同時，實現(xiàn)系統(tǒng)故障的自動診斷與排除，為提高設(shè)備運行的安全可靠性并提升生產(chǎn)效率與質(zhì)量奠定技術(shù)基礎(chǔ)。而隨著 PLC 技術(shù)的不斷發(fā)展，促使相應(yīng)技術(shù)應(yīng)用逐漸成熟，因此，借助 PLC 對車床電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造不僅具備了可行性基礎(chǔ)，同時也具有著十分重要的現(xiàn)實意義。
1.將 PLC 融入車床電氣控制系統(tǒng)中所呈現(xiàn)出的技術(shù)優(yōu)勢
普通車床是進(jìn)行金屬切割的重要工具，而要想確保相應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量，則就需要保證車床設(shè)備的安全可靠性，但是基于傳統(tǒng)車床的電氣控制系統(tǒng)下所采用的是繼電器控制裝置，在實際使用的過程中，系統(tǒng)接線較為復(fù)雜，存在大量的機械觸電，致使設(shè)備的可靠性較低，且故障診斷與排除工作難度較大。而如果采用優(yōu)化生產(chǎn)流程的方式來提高生產(chǎn)質(zhì)量與效率，則就需要對系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計與布線，不僅工程量大，同時需要投入大量的人力與資金資源。但是，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，PLC 這一可編程控制器的誕生則為解決電氣控制系統(tǒng)問題提供了全新的技術(shù)思路，只需要對普通車床的電氣系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造便能夠?qū)崿F(xiàn)提升生產(chǎn)效率與質(zhì)量的目標(biāo)。PLC 所呈現(xiàn)出的技術(shù)優(yōu)勢如下：第一，具有著良好的通用性與適用性，能夠為滿足車床電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化改造之需奠定基礎(chǔ)；第二，具有著故障自動診斷功能，進(jìn)而為日常維護(hù)與維修工作的提供了便利；第三，可靠性極高，且還呈現(xiàn)出了良好的柔性；第四，目前小型的 PIL 設(shè)備的價值較為合理，所以技術(shù)效益性較高。
2.基于 PLC 的車床電氣控制系統(tǒng)的具體設(shè)計思路與方案
2.1 在系統(tǒng)硬件的設(shè)計上
第一，實現(xiàn)對被控制對象的分解。即基于被控制對象的功能下，進(jìn)行相互獨立的分解，進(jìn)而為實現(xiàn)對 PLC 資源的優(yōu)化配置奠定基礎(chǔ)。而基于這一電氣控制系統(tǒng)下，PLC 的融入需要從主運動與輔助這兩大控制功能入手，針對其中的主運動控制功能的實現(xiàn)，借助電機拖動滾珠絲杠來實現(xiàn)對托板的帶動，促使其在 X/Y 軸上實現(xiàn)進(jìn)給運動；針對輔助控制進(jìn)行設(shè)計，需要具備起停、換刀以及夾具自動夾緊與松開等功能的設(shè)計。在此過程中，為了實現(xiàn)各項功能，在采用率PLC 的過程中，則要借助按鈕與檢測元件的運用，將相應(yīng)控制與檢測信號輸入到 PLC 中，然后借助 PLC 的運算來得到結(jié)果，輸出執(zhí)行命令，以實現(xiàn)對電氣控制系統(tǒng)的有效控制。其中，對于各個功能信號輸入，可借助控制面板上的相應(yīng)操作按鈕來實現(xiàn)，通過接觸器來實現(xiàn)輸出。
第二，I/O 點的確定以及 PLC 的選型。在 I/O 點的確定上，在完成工程分解后，則可實現(xiàn)對 PLC 輸入與輸出點數(shù)量的明確，在此基礎(chǔ)上，明確相應(yīng)的冗余以進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)，并為系統(tǒng)后期擴(kuò)展的實現(xiàn)奠定基礎(chǔ).在 PLC 的選型上。在系統(tǒng)控制點未超出 256 個時，都采用小型的 PLC 機，基于這一控制系統(tǒng)下，能夠?qū)崿F(xiàn)簡單邏輯運算即可，進(jìn)而支撐控制功能的實現(xiàn)，從這一點出發(fā)，則就可明確 PLC 機的類型，以體積小且性價比較高的 PLC 機為首選。
第三，在 PLC 配線圖與輸入 / 輸出點上。在 PLC 配線圖上，需要實現(xiàn)線路的優(yōu)化設(shè)計，通過完整的布線來確保 PLC 能夠在電氣元件中起到核心作用，以提高系統(tǒng)運行的可靠性；在輸入 / 輸出點上，要求要與相應(yīng)功能進(jìn)行對應(yīng)。
2.2 系統(tǒng)程序設(shè)計
在進(jìn)行程序設(shè)計的過程中，首先需要對程序需求進(jìn)行分析：基于 PLC 下，相應(yīng)的控制系統(tǒng)呈現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢，即可按照實際加工工藝之需，對相應(yīng)加工程序進(jìn)行修改，所以這就需要系統(tǒng)具備良好的自動化性能，確保這一系統(tǒng)下能夠?qū)λ刂瓢粹o發(fā)出的信號做出相應(yīng)的動作，進(jìn)而實現(xiàn)相應(yīng)控制功能的充分發(fā)揮。其次，在這一系統(tǒng)程序的具體設(shè)計上。基于 PLC 程序下，可以語句表以及程序塊等進(jìn)行表示，而在實際踐行的過程中，則需要基于對原有系統(tǒng)進(jìn)行承接的基礎(chǔ)上進(jìn)行程序設(shè)計，所以需要以梯形圖的形式進(jìn)行表示，在此基礎(chǔ)上來實現(xiàn)系統(tǒng)的編程。在實際踐行的過程中，則需要借助相應(yīng)的軟件進(jìn)行編制與調(diào)試，然后經(jīng)由電纜傳輸至 PLC 設(shè)備中。
3.結(jié)論
綜上，將 PLC 融入到車床電氣控制系統(tǒng)中，則能夠為實現(xiàn)電氣系統(tǒng)的自動化控制奠定技術(shù)基礎(chǔ)，并借助 PLC 的技術(shù)優(yōu)勢，以自動化故障診斷的實現(xiàn)來方便維護(hù)工作的開展，并通過自動化控制來提高生產(chǎn)的質(zhì)量與效率。在實際設(shè)計這一系統(tǒng)的過程中，要求要在實現(xiàn)系統(tǒng)硬件完善設(shè)計的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)系統(tǒng)程序的完善設(shè)計，進(jìn)而為充分發(fā)揮出 PLC 設(shè)備的技術(shù)優(yōu)勢來更好的服務(wù)于加工企業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，以此來促進(jìn)中小型制造加工企業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。
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