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摘要：随着我国的科学技术水平不断提高，生产企业对传统技术进行改造升级，在机床改造中应用PLC技术，PLC技术具有诸多优点，如系统简单、成本低、调整方便等，有效保障企业的经济效益。应用PLC技术要在机床改造中对被控对象的控制要求与工艺条件进行充分了解，确定PLC技术的类型，及I/0设备，制定电气控制系统的梯形图程序，将这些程序再输入到PLC中进行测试。
关键词：PLC；设备改造
随着现代企业的转型和升级，实行工业自动化，工业自动化是社会发展，科技进步的产物，也是一种新型领域，其中自动化系统的控制技术为PLC技术，即可编程控制器，是工业控制的重要基础[lj。在普通机床的改造中，使用PLC技术能对机床存在问题及缺陷进行克服与控制，且花费时间少，针对性强，能有效提高工业生产效率与机床的数控化率，对工业企业来说是机床改造控制技术的重大突破。本文就PLC技术的相关知识进行阐述，并探讨了用PLC技术改造普通机床电气控制系统的方法及步骤。
1.PLC控制系统的设计要求及功能
1.1PLC控制系统的设计要求
PLC控制系统的内部结构和微机、计算机类似，但两者的接口电路不同，编程语言也不同，在PLC控制系统的设计和开发中需要根据PLC自身的性能及特点进行设计。PLC的控制程序与普通机床的电气控制程序不同，PLC控制程序不仅能在储存器中固化，又能通过编程改变原有的程序，从而增加控制系统功能，提高PLC技术的自动化水平。在PLC控制系统中，开关与触电的电流只能是从左向右，自上而下的方向流动，不允许电流倒流。
1.2PLC控制系统的功能
PLC控制系统的功能首先要求根据生产工艺进行分析，对于控制要求需要的动作如动作条件、动作顺序等以及不同的操作方式，如手动操作、自动操作或连续操作及单步操作等。其次，根据上列所述的控制要求来确定用户的输入和输出设备，以及PLC控制系统的I/0设备点数，从而选择出合适的PLC技术，将I/0接口进行分配，设计相应的电气接口图。
2、PLC控制系统的主要内容与改造机床的基本步骤
2.1PLC控制系统的主要内容设计
PLC控制系统在系统设计中的主要设计依据是设计控制系统的技术条件，并通过任务书的形式来确定出最终的设计方案团。首先需要选择合适的电气传动形式，以及电磁阀、电动机等执行机构，确定PLC型号，并编制出PLC控制系统的输入、输出的接线图;其次根据系统技术要求编制软件的规格说明书，用编程语言来设计相应程序;最后，要遵循用户的认知心理，对人机界而的设计中予以重视，对电气柜、操作台及电器元部件进行设计，并编写出相对应的软件设计说明书及使用操作说明书。
2.2PLC控制系统改造机床的基本步骤
PLC控制系统改造机床的基本步骤有以下5点:第一，分析控制对象。在控制系统启动后，即KM1得电，在主电动机运转后，继电器T37延迟lOS时间，操作KM4动作，运转液压泵电动机，按SB4按钮;操作YV1电磁阀动作，主轴点动或正转，按SB7按钮;操作YV2电磁阀动作，主轴反转，关闭SA动作;操作YV3电磁阀动作，主轴刹车，按SB8动作;KM2得电后，刀架电机快速运转，按SB10 ; KM3得电，将泵电机冷却运转，按SB1按钮,KM1电机停止运转，所有控制回路停止动作。第二，PLC硬件与软件的配置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据对控制对象的分析，了解到控制对象模拟量与开关量的输入及输出情况，确定I/0点数为输入点11，输出点为70为满足I/0点在电源上的负载电流与CPU的可靠，选择CPU224模块，即输入点为14，输出点为10。选用WIN32或STEP7的编程软件，为软件创建、编辑、调试等工作提供平台回。第三，对I/0编号进行分配。编写程序过程中，要对PLC系统的I/0进行信号分配，要求分配地址要有相对应的信号含义及名称，列出I/0分配表，为编制程序与系统的调试工作提供便利。第四，编制程序。用计算机编制梯形图程序，将逻辑指令与控制一体化的图形化编程语言进行融入，继续使用继电器、串并联及触点等方而的术语。梯形图中左右母线一般是由线圈、开关与功能框组成，并排列成左右垂直线，即梯形图的从左到右，自上而下为完整电路，根据左右垂直线编制出基本的逻辑指令与语句表。在PLC系统改造机床的基础步骤结束后，要采取一定的保护措施，来保护设备运转的安全性与可靠性，在PLC系统中外部电路与主电路中一般设置继电器过载保护措施与熔断器短路保护。
3 PLC控制系统的设计步骤
PLC控制系统的设计步骤是:(1)分析控制对象;(2)PLC控制系统的硬件配置;(3)分配I/0的编号;(4)编制程序;(5)调试与试车。
3.1分析控制对象
系统启动后，即KM1得电，主电动机运转，延时继电器T37延时lOS;第二步动作，KM4动作，液压泵电动机运转。按下SB4按钮;第三步动作，电磁阀YV1动作，主轴正转或点动。按下SB 7;第四步动作，电磁阀YV2动作，主轴反转。闭锁SA开关;第五步动作，电磁阀YV3动作，主轴刹车。按下SB3;第六步动作，KM2得电，快速刀架电机运转。按下SB10按钮;第七步动作，KM3得电，冷却泵电机运转。按下停止按钮SB1，主电机KM1运转停止，其所有的控制回路也停止工作。3.2 PLC控制系统的硬件和软件配置
根据上述的顺序功能中被控制对象的模拟量、开关量的输入、输出(I/0)的情况，共统计出输入和输出的点数(I/0):输入点是11个，输出点是7个。为了保证CPU模块的可靠性和满足I/0点(输入/输出)的电源上的负载消耗电流及为今后的功能拓展留出余量的要求，选用CPU224模块.即I/0=14入/10出。软件选用STEP 7-Micro/ W IN32西门子编程软件，用于创建、编辑、调试和系统组_态等。3.3分配I/0的编号(PLC的I/0接线分配表)
在编写程序时，还要给车床上的PLC控制系统的I/0信号分配相应的地址及每一个地址对应的信号含义、名称、并列出图表，以便于编程和系统调试时使用。这种图表称为PLC的I/0接线分配表。
3.4编制程序(梯形图)
用编程器(计算机)编制程序(梯形图)。梯形图是一种图形化编程语言，它融入了逻辑指令以及控制，同时其中还应用了继电器、触点、线圈等术语，十分简单易懂。我国将梯形图中的左右垂直线叫做左右母线，其母线主要由三个部分组成，分别是开关、线圈、功能框。在梯形图中，其上下左右能够形成完成的电路。人们常常使用梯形图来编制基本的落实指令以及语句表。
3.5调试与试车
为了检验编程的效果，要在PLC中安装编辑通过的程序，这是一个十分重要的环境。在模拟调试的过程中，应当仔细的对每段程度进行检查对比、一旦发现问题及时处理。通过调试来对主电路进行了解，试车成功。
3.6电路的保护措施
电路可以采用“自锁”和“互锁”两种控制方法来保障设备运行的安全可靠，从根本上提高PLC系统的运行稳定性。此外，为了确保PLC运行的安全，应在主电路中设置热继电器的过载保护以及熔断器的短路保护措施。
4结语
总而言之，在普通机床改造中PLC技术的应用仍不完善，需要不断研究与改进，将电气控制系统进行合理优化，真正实行普通机床改造的自动化控制，PLC控制系统在机床改造中的应用可以将普通机床改造为数控机床，提高自动化控制效率与生产效率。目前对老式的普通车床PLC技术的改造还只是刚刚开始，将来还有很长的一段路要走，当我们坚信，通过我们的继续努力、不断钻研、合理优化，用PLC技术把普通车床的继电器控制改造为自动化控制，逐步将普通机床改造成半数控或数控机床，为数控机床实习教学做出一定的贡献是有可能的。
参考文献
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论文作者:余俊
论文发表刊物:《防护工程》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/24
标签：控制系统论文; 动作论文; 机床论文; 技术论文; 程序论文; 分配论文; 电路论文; 《防护工程》2017年第7期论文;