摘要：电气自动化是工业自动化的重要组成部分，也是工业经济发展的一项重要技术，是一个国家现代化发展的重要标志。随着电气自动化的快速发展，各种先进的科学技术开始全面用于电气自动化当中，如远程控制技术、智能控制技术等。
本文通过对电气自动化发展现状及加以分析，重点探讨基于 PLC 的数控机床电气自动化控制系统的功能及设计，进一步探讨工业电气自动化的实践应用，以此为工业生产效率的提高提供一些具有参考价值的建议。
关键词：工业生产；电气自动化；实践
引言
电气工程及其自动化包含了计算机、电力和电子多种学科，成为了社会和经济发展的一大趋势，且自动化又是信息化的产业，所以电气工程及其自动化的应用和发展与当代发展需求相符合的。工业电气工程及其自动化应用了高科技的手段，对提高生产的效率和确保生产的安全性和可靠性都有着极为积极的作用，因此受到了较多行业的推崇和欢迎，且均取得了较为显著的效果。近年来，数控机床控制系统的研究有了非常大的进展，借助于 PLC 的数控机床电气自动化控制系统无需经常更换零件，要加工不同工艺仅仅需要对一些参数与代码进行调整修改便可以实现不同工艺的转换，可以在很大程度上降低生产成本，减少更换零件所需消耗的时间，促进机床自动化控制能力的提升。
1工业电气自动化发展现状
随着我国社会主义市场经济的迅速发展，电气自动化的应用有效提高了工业生产效率，在工业中得到广泛的使用。有关电气自动化发展现状的主要内容如下：
工业为了提高生产效率，在工业电气自动化管理上进行了加强。计算机平台为了工业管理提供了良好的视窗，视窗已经成为了工业控制的标准平台，且微软创造的大部分系统均已开始作为相关工业控制的标准平台、规范和言语根基而获得了较为广泛的使用，其具有操作简单、易于和办公平台相集成和维护方便等特点；同时，随着 PC 系统的在计算机中的应用，使得平台更具灵活性，逐渐得到广大用户的认可。在这个开放式的计算机平台中，工业电气自动化管理得到了较好的发展。在平台基础上，工业电气自 动化系统发展策略主要有以下二点。其一是通过统一性系统的开发平 台对单个自动化项目周期进行设计、测试及实施等多个环节，在整个过程中，极大的满足了操作需求，同时有效对时间及物资进行了节约；其二是通用型网络构造。从电气自动化角度来看，通用型的网络构造具有十分重要的意义。通用型网络构造有效促进了现场控制设备之 间数据的联系，在一定的程度上，使得工业计算机网络监控系统实施工业监控得到了有效的保障。此外，在系统网络进行规划的过程中，通用型网络构造能够使得办公自动化的控制得到有效的保障。
2电气自动化
所谓电气自动化主要是指研究与电气工程相关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、实验分析、研制开发以及电子和计算机等领域的一门科学。随着经济的发展和各 种科学技术的运用，我国的电气自动化走上了快速发展的道路，电气自动化水平不断提高。目前，电气自动化已经运用于工业生产的各个领域，并且已经在电气自动化中融入了嵌入式网络通信技术等，收到了良好的效果。尤其是 PLC技术的应用，显著提升了电气自动化的灵活性和控制性，大大拓展了其应用领域和应用范围。
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3基于PLC的数控机床电气自动化控制的设计实践
结合本人自身工作性质，下面主要分析基于PLC的数控机床电气自动化控制设计实践进行探讨：
3.1数控机床电气控制系统的基本结构
数控机床电气控制系统的基本结构主要包括：电气控制单元、执行部分、核心控制部分，
其中电气控制系统主要包含电源模块、电机模块以及 运动控制器等。目前国内数控机床的电源模块电流通常是两种类型：把固定的电流转变为预定电流，同时和运动控制器可通信的可调电流；无法转化的电流，无法和运动控制器进行通信的不可调电流。电机模块也可以分为装机装柜型与书本型两种，其功能是将通过的电流转化为符合电动机使用的交流电。电气控制模块属于数控机床中的核心部位，电气控制系统的关键在于运动控制器，其作用是对主体工作部分的运动、逻辑以及工艺进行控制，保证其处于正常运行状态，直接关系到电气控制系统能否正常运转。
执行部分，此部分属于数控机床对零件加工部分的直接作用者，借助于对电磁阀的控制来实现机械活动。换刀过程一般来说会使刀具过去的运动轨迹有所变更，刀具在加工时往往会存在磨损或者断裂的问题，借助于 光纤传感器对刀具实施检测，可确保加工质量。
核心控制部分核心控制部分指的是软件对程序的分析与应用。工控机借助于对输入信息的读取，把准确的信息传输 到运动控制器中，运动控制器可以结合这些信息来对电动机模块予以控制，从而实现对机床工作区域的控制。另外，光栅尺检测到加工区域的信息后，利用传感器把这些信息变为标准信息传输到运动控制器中，依靠传感器来对机床实际工作状态进行检测同时将相关信息传输到电气控制系统。
3.2 PLC 数控机床电气自动化控制
3.2.1 硬件结构主要包括机械手换刀和断刀检测，机械手包含两个自由度，属于气动型。向上伸展机械臂以及刀具夹紧控制机械手汽缸进气的动作，是依靠对电磁阀开关进行控制来实现的。利用 SIMOTIOND 对机械手的伸展长度进行控制，机械手的运动活塞带有磁性，确保刀具可以准确回收到刀库之内。汽缸外壁设置磁性感应装置，机械手伸展到相关位置后感应开关接通，SIMOTIOND 收到信号之后，第一时间将机械手的进气路予以关闭，实现机械手限位的功能。断刀检测一般采用 OC 形式，借助光纤传感器，OC门的接入线能够和24V电源连接，传感器的一根光纤输出红外线，另一根光纤接收红外线，对刀具是否有效进行准确的判定。
3.2.2系统主要功能模块包括轴使能功能块、轴的位置控制功能块、轴回零功能块、关闭轴功能块：
轴使能功能块，对即将进行启动的轴进行初始化。对一根轴实施使能是其能够启动的基本前提。轴的位置控制功能块，驱动某一根轴到相应的位置。轴回零功能块，针对非绝对值编码器而言，每次系统上电轴必须回零，以确定轴的当前位置。关闭轴功能块，一般在轴不需要再次启动时执行。若轴已处于关闭状态，再在轴上进行运动可能会造成停机问题的出现。
4总结
电气工程自动化技术的发展，在社会生产发展的各个方面都发挥着重要作用，从工业发展的角度来看，工业实现电气自动化是必然趋势。另外，数控设备在国内已经得到了非常普遍的应用，但目前的工艺水平还有待提升，在很大程度上阻碍了生产加工工艺技术的提高。基于 PLC 的数控机床电气控制系统设计合理，性能稳定，可以有效提升生产效率。
参考文献：
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[3] 刘太学.数字技术在工业电气自动化中的应用及其创新浅谈 [J].山东工业技术，2016（20）：42-43.
论文作者:蔡远标
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
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