北京市顺义区特种设备检测所 101300
摘要：为了能够有效提高电气控制系统的处理能力，为电气设备运行过程中的稳定性提供基础，并且使控制系统能够对电气设备在运行过程中产生的数据进行全面的分析及统计，加强电气设备的综合管理及控制能力，对 PLC 技术进行分析，使PLC 技术能够和电气控制系统相互结合，从而设计基于 PLC 技术的电气控制系统。确定电气控制系统优化设计的总体方案，计算并且确定电气部件的参数，实现电气设备的信号选择。之后重点设计 PLC 模块，详细介绍了电气的原理及工作流程，最后探讨基于 PLC 技术的电气控制系统，并且对其进行设计。系统的应用能够保证机床使用过程中的安全性，并且提高工业生产的效率，还能够有效提高工业生产的加工精度，为电气设备的稳定运行提供基础。
关键词：PLC 技术；电气控制；系统优化
前言
在社会经济不断发展的工程中，工业制造是一个尤为重要的基石，也是人类不断发展及进步的动力。工业制造行业的水平是国家工业发展衡量的标志。比如传统的机电工业制造业，在新社会中就在不断的创新和改革。现代科技在社会中的广泛应用，为制造行业带来了一定的影响，比如计算机、微电子及信息等。在科技不断发展的过程中，社会对产品需求的多样化也越来越强烈，以此要求产品更新换代的周期也不断的缩短，品种及批量的比重也在不断的增加。并且在军工、农业、造船、航天等行业对产品性能要求不断提高的过程中，产品中零件的形状也越来越复杂，加工的质量需求也在不断的而提高。传统的加工设备已经无法满足零件的高效率及高质量的加工需求。那么为了能够有效解决此问题，数控机床就油然而生，其具有高效率及高精度的需求。数控机床电子控制的好坏对控制系统的性能有着深刻的影响，电子控制系统主要包括主轴控制系统、机床供配电系统、冷却油泵控制系统及进给轴控制系统等，在电气控制系统中融入 PLC 技术，能够有效优化及改进电气开关量。本文所使用的 PLC 技术主要是对电气控制系统中的冷却电机及油泵电机等，使用PLC 代替继电器，能够有效提高系统柔性及可靠性，使电气控制系统的性能有进一步的优化及发展。
1 基于 PLC 技术的电气控制系统优化总方案设计
图 1 为电气控制系统优化方案的设计原理，其主要包括电动机、光栅尺及变频器组成，在电气控制系统中，其主要优点就是具有较高的控制进度，电气控制系统主要包括电源模块、工控机、电动机模块及传感器。电源模块主要包括两种，分别为可调及不可调。可调电源模块主要是根据参数将转化的直流电稳定作为预定可变值，其能够与 SIM 进行通信；不可调电源模块只能够将某个固定直流电压进行输出，不能够矛 SIM进行通信。在电气控制系统中，SIM 运动控制器是尤为重要的部分，其可靠性及运行的速度对电气控制系统产生了一定的影响。
2 基于 PLC 技术的电气控制系统的优化设计
2．1 主轴电机的设计
主轴电机的控制需求主要包括平稳的主轴转速、较快的加减速相应、较强的过载能力及较大的低速扭力。
2．1．1 主轴的异常保护
如果系统一直为超负荷的工作，那么系统中的电机就会过载及过热，加入数控铣床的温度为 110℃，那么在超过此信号之后，就会对系统输出过热信号，系统就会自动报警。如果出现其他的异常情况，比如电机内部出现细微功能异常、功率失常等，变频器的检测就会通过报警信号传送到 CNC 系统中，从而显示各种报警。如果出现突然断联，干扰过大等，那么电气系统就会自动解决。
2．1．2 主轴参数的设
2．4 PLC 模块设计
2．4．1 PLC 的外部接线设计
系统辅助电气控制系统具备两个输入及警报输出，冷却系统也包括两个输入及警报输出，自动对刀包括六个输入及警报输出，换刀系统包括五个输入及输入，在选择 PLC 的时候，要考虑有一定的余量，本文使用汇川 2415MP 型号PLC，其 IO 分布见表3：
2．4．2 控制系统设计
润滑及冷却系统的设计及保养能够有效提高机床的加工精度，延长机床的使用寿命。但是在其在电气控制方面存在一系列的问题：首先，系统的工作状态为监控；其次，系统的循环及补给时间过于单一，容易浪费。所以就要对润滑及冷却系统进行优化设计，从而能够实时的对系统工作状态进行监控，并且控制机床的供油量。图 3 为润滑冷却的 PLC设计流程图，在系统准备好之后，CNC 就会发出信号，润滑系统开始工作。
2．4．3 系统开关及停止系统的设计
常开开关为系统的总开关，在按下常开开关的时候，中间继电器就会通电，系统的整个电源都会连通，并且通过开关电源朝着弱电系统进行供电，从而使系统能够正常的运行。常闭开关为系统的停止按钮，在按下常闭开关的时候，中间继电器就会没电，并且主轴及进给轴系统电能就会切断供应，从而主轴及进给的转动就会停止，在排除故障之后，拔插常闭开
关，主轴及进给轴就会通电，系统就会继续运行。因为中间继电器 ＲA11 的通电闭合，信号灯的红灯就会常亮，从而出现警报声，提示相关人员能够及时纠正错误。在排除故障之后，根据相关的操作系统重新启动。
3 结束语
本文的主要工作是根据电气控制系统进行的，其最终目的是对电气控制系统进行优化。将优化设计之后的系统在某公司的数控机床中使用，能够有效满足数控机床高精度、高速且高可靠性的要求。由于数控机床是不断发展的，从而使电气控制系统而在不断的完善，其能够提高数控机床的灵活性及稳定性，有效实现了数控机床的自动化。
参考文献
［1］ 袁传信． PLC 自动化控制系统优化设计探究［J］．赤峰学院学报（自然科学版），2015，（01）：58－59．
［2］ 王乐． 基于组态软件和 PLC的物流输送系统监控探讨［J］．自动化与仪器仪表，2015，（07）：124－125．
［3］ 殷忠玲，孙荣军，刘浪． 基于 PLC环式天井掘进机的电气控制系统设计［J］．矿山机械，2015，（08）：22－27．
［4］ 吴刚，王小宇，张洋，刘嘉． 基于 PLC及传感器技术的球磨机电气控制系统［J］．煤矿机械，2015，（10）：281－283．
论文作者:赵亮,王晓峰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/9
标签：控制系统论文; 系统论文; 电气论文; 就会论文; 主轴论文; 可调论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2019年1期论文;