基于PLC的机床控制可靠性提高的研究

刘莉莉 刘一波

摘 要：PLC在各行各业应用极其广泛，因为PLC能够使系统具有较强的抗干扰能力，准确的精度以及较高的可靠性。由于以上这些特点，PLC在数控机床领域的应用也极其广泛。PLC能够使得数控机床具有非常准确的操作性以及快速且合理的控制性能，因此提高数控机床中PLC可靠的应用对于安全并且准确地进行生产生活有重要的意义。文章主要阐述了如何提高数控机床中对于PLC可靠应用的方法，如改善PLC工作环境、数控机床接地使用、PLC中控制电路等方面的要求进行分析和研究。

关键词：数控机床；PLC；可靠性

1 概述

可编程逻辑控制器（简称PLC）的出现是从工业化生产的不断进化中产生的，PLC主要作用是在工业生产中对控制系统进行数字逻辑计算的装置。PLC的基本工作原理是将程序存储在可编程逻辑器件的内部存储装置中，用于开机时自动执行程序，PLC可以执行的运算有逻辑运算、数字运算、计数器功能、计时功能等操作的指令。此外，PLC还可以获取模拟或者数字量的输入变量、进而输出模拟或者数字量控制机械设备的动作，从而总体控制整个生产过程。PLC可以看做工业生产控制系统整体的一个部分，并且该部分具有很高的扩展性能，可以提高工业生产的效率。

2 数控机床PLC的概述

与其他控制器相比较，PLC的优点是控制性能强、成本低廉以及体积小等。PLC应用于数控机床的控制能够在提高数控机床工作效率方面展现独特的优势，最终能够提高工业企业的经济效益。此外，PLC机床控制系统能够控制数控机床的辅助控制功能，起辅助控制功能包含S功能、T功能和B功能。对S功能的控制，数控机床PLC是将直接带入法和代码控制法共同完成对机床主轴的控制；对T功能的控制，机床PLC控制系统是将T代码指令发送给PLC核心控制系统，经过PLC中的译码器译码后发送到数据表进行数据的检索，从而找到正确的机床刀号，从而将匹配的刀号与当前正在使用的刀号进行对比，若不符则系统将对机床控制器发出换刀的指令；对B功能的控制，机床PLC控制系统将B指令发送到PLC核心控制系统，经过PLC译码器的译码后，将信号输出为输出控制信号，从而控制主轴的联动，使得主轴能够正反转操作和启动停止的基本功能。

3 提高数控机床PLC的可靠性方法

3.1 满足PLC工作环境的要求

正常情况下，PLC的工作环境温度应处于0度到50度之间，并且需要避免阳光对PLC控制器的直接照射；在PLC安装的时候，应尽可能的远离发热物体，而且需要保证PLC在工作的时候应存在良好通风条件和散热的空间；在环境湿度上，应将空气相对湿度维持在90%以下，从而保证PLC具有良好的绝缘性能。PLC的安装环境应避免有振动的干扰；若PLC控制器周围不可避免地存在振动源，需要依照PLC的使用说明书采取一定的防震动措施，比如在控制器底座上安装减震橡胶垫等措施。若安装地点周围的空气中的有害气体超过相关的国家标准，应在安装PLC时进行密封状态下安装，从而阻止有害气体进入PLC控制器，进而影响PLC的正常运行。

3.2 数控机床PLC的接地要求

数控机床PLC控制器的接地型式有两种，分别是工作接地和安全接地。工作接地的目的是将电子设备连接到大地公共接地的参考电位，主要是设备的外壳进行接地连接。安全接地系统则是为了确保PLC的操作人员在操作的过程是在一个安全的环境下进行，安全接地系统能够确保PLC设备上极其容易发生触碰的地方与大地的接地参考电位连接起来，连接的材料可以使用导线连接。PLC能够正常运行需要有良好的接地系统，当设计数控机床PLC接地系统的时候，需要将该接地系统与其控制的动力设备接地系统分开接地，PLC接地系统需要使用专用接地的方式接地；如果PLC接地系统与动力设备接地系统无法分开进行，则必须采用共用接地的接地方式；注意必须禁止采用共通接地的方式将两种接地连接起来，除此之外，需要将两个接地系统的接地位置尽可能靠近PLC系统，同时接地系统的接地电阻应小于10欧姆，并且采用导线直径大于6mm的接地线。

3.3 满足PLC对I/O电路和软件程序的要求

PLC系统可以输入模拟量和数字量等输入信号，这些输入信号是通过输入电路进行传输的。因此，输入电路的各个元器件的可靠性直接影响着PLC控制系统的工作性能。如果PLC中预置的软件程序出现故障将降低PLC运行的可靠性，因此可专门设置一个定时器，用来监控PLC的程序部分，并且该定时器还可以对PLC系统的运行状态进行定时的检测。PLC系统在运行结束时其内置的定时器会被清零，从而为了下次开机时使用。若PLC系统由于环境的干扰使得其运行产生死循环的状况。

4 结束语

如今，PLC在数控机床中被广泛的应用，PLC能够在数控机床中的辅助功能进行辅助控制，这对提高数控机床的工作效率具有重要的作用。PLC系统运行的可靠性对数控机床安全和准确的运行具有重要的作用，因此提高PLC的可靠性是保证数控机床准确性和安全性运行的前提。

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