机床电气系统优化对策探讨

2015-07-13孙茂林沈阳第一机床厂

消费导刊 2015年11期

关键词：中央处理器梯形图机床

孙茂林沈阳第一机床厂

石洁芳中捷机床有限公司

机床电气系统优化对策探讨

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石洁芳中捷机床有限公司

机床电气的数控化技术具有复杂性、多样性、多变性的特点，我国在此技术方面还没有完善的、成熟的理论体系，而当今此技术又非常重要，对此技术的研究具有非常重要的意义，文章就机床电气的数控化系统的优化与维护作了简要分析，对数控化技术有一定的指导意义。

机床电气数控化系统优化

生产机械的过程中，采取高效的机床电气控制系统，对生产效率有着很大的提升作用。传统的机床控制技术主要由继电器完成控制，设备独立性较差，在生产过程中可能出现较多的机械故障。随着PLC技术的进步，数控机床技术得到了极大的提升，也为提高企业经济效益做出贡献。

一、PLC 系统具体功能

PLC划分为固定与组合两种类型，固定式PLC 包括I/O、电源、中央处理器、内存、显示屏组成，构成整体模块后不可拆卸。组合式PLC 包括I/O、电源、内存、中央处理器、机架组成，安装过程必须遵守安装顺序，不能随意调整。PLC 由中央处理器作为系统核心，相当于人类的大脑，每组PLC 控制器必须保证使用最少一个中央处理器，中央处理器可以对PLC 系统提供的权限收集用户需要储存与接收的信息，并且对信息进行扫描，收集现场装置传输的相关数据与状态，将其保存在寄存器中。中央处理器由控制总线、控制、运算、寄存等模块组成，其处理速度与最大内存量直接决定了PLC 系统的实际工作效率，而且也会影响I/O 数量、运行速度、软件容量等因素，是决定控制模具规模的设备。PLC可以实现限时控制功能，根据系统提供的定时器，可以进行详细的设定，方便后期调用或修改。通过PLC系统实现步进控制，是开展下一道生产工序的关键工作，在完成上一道生产工序后，直接进行寄存器的移位设计，确保生产工序顺利开展。最新式的PLC技术完全可以实现通信联网工作，通过快速的信息互换技术，可以远程进行I/O控制，将PLC系统完全划分成多个小型控制器，可以快速进行集中管理，而且也可以实现分散控制效果。PLC技术可以实现模数转换功效，该功能只在新型的PLC控制器中应用，如果需要调整控制模拟量，就可以选择该方法。

二、机床电气系统优化的必要性

为了实现机床电气控制，必须保证可操作目标完成相关技术活动，并且满足企业生产要求，使机床生产速度与产品质量得到极大的提升。在进行PLC系统设计的策划阶段，必须保证设计满足以下标准要求院系统全面性，由于不同的工业生产需求差距较大，而且制作工序与设备操作要求有很大差别，所以必须保证系统可以全面提供各项技术能力，使PLC系统更加完整、系统经济性。企业需要通过较低的成本获得较高的经济收益，所以策划阶段必须制定出简便易行的PLC 系统设计方案。系统可靠性，安全生产是每个企业必须重视的重点，而稳定的生产是保证企业经济效益的关键，所以必须保证PLC 系统正常运行的安全性与平稳性；系统发展性，由于PLC 技术不断成熟，有可能在短时间内就出现崭新的技术手段，所以在策划的过程中，必须考虑系统升级的问题，在制造技术中预留出升级范围，并且使用高兼容、高发展性的接口与通信技术。为了使PLC 系统效果更佳，所以必须充分考虑到PLC 控制器需要操作的范围，了解可操作目标的具体特征与所需制造工艺。在决定操作规模时，需要根据I/O 设备数量决定操作系统最大规模，PLC 操作系统的操作规模较大，需要使用大量开关进行大量操作行为，操作设施数量较大。

三、机床电气系统优化设计分析

（一）设计方案

在决定PLC 编写语言时，必须充分考虑编写简便性，由于PLC系统是直接操作的系统，所以选择梯形图与指令两种编程语言较为适合。梯形图语言在我国的应用十分广泛，其基础是继电器接触器的梯形图，而通过梯形图的链接线表达出相互的关系。梯形图需要自上而下进行编写，而PLC 系统执行顺序并不受梯形图影响。通过左垂线作为梯形图起始母线，而继电器线圈作为终止母线。

（二）设计步骤

PLC 系统主要由硬件和软件两大模块组成，硬件方面为PLC 外部装置，软件方面包括PLC 程序，两方面共同组成了PLC 系统。目前常用的PLC系统需要四大步骤完成设计。设计PLC控制系统必须对被控制系统进行详细的解析，对其中全部的信息进行了解和认识。设计人员在完成现场调查后，根据收集到的具体资料和操作人员提出的操作意见，了解到被控对象的条件、功能、时序等信息，明确PLC系统联网状态、系统与机械的关联、工作方式、人机界面等要求。在选择硬件的阶段，需要考虑按钮、开关、位置转换装置与传感器等数据输入装置，还需要考虑到信号等、电磁阀、接触器、执行器等输出设备。完成PLC 控制器，需要考虑到控制器型号、I/O 模块、电源容量等，而且在进行端口分配时，必须提供相关的名称、编号、代码等信息，并且提供详细的通道分配表。在进行PLC 硬件线路图绘制时，需要重点考虑计数器、辅助继电器、定时器的位置。操作程序必须根据企业生产需求进行合理的编制，选择机床生产阶段适用的操作方式，并且找出效果最佳的PLC 程序。编制操作程序必须保证全部生产操作都可以实现，并且分步进行编制工作，确保每一阶段的工作程序与操作性能有效，编制出更加完善的程序操作体系。正常的程序编写顺序为初始化、检查、判断、显示，并且进行软件保护。程序调节的主要内容为现场调节与模拟两种，目前较为常用的为模拟调节，主要是收集现场信号后，选择软件或硬件两种模拟方法中较为适合的一种。