摘要：针对电气控制系统的优化设计，通过PLC技术来实现，介绍PLC应用原理，阐述系统设计方案，并对PLC技术在系统中的实际运用展开探讨，提高电气控制系统性能，并且明确PLC技术对于工业生产行业的重要作用。
关键词：电气控制系统；PLC；电源模块；工控机
PLC技术即可编程逻辑控制器，有极高的稳定性，在电气控制作业中应用，可以使机械设备维护更加有效。但是受科学技术发展的影响，管控技术在实践操作中得到了逐步完善，当前机械制造过程中，PLC技术在更多环节中得到运用，实现了PLC技术、电气控制的充分结合，全面提高生产效率，减少能源消耗的同时，也能够增加产量，提高电气控制系统运行的安全性与稳定性。但是对于PLC的使用，其中还存在一些疑问，需要在实践中加以解决，下面对其展开分析。
1 电气控制系统中的PLC应用原理
电气控制系统设计过程中应用PLC技术，其中主要涉及到电动机、光栅尺、变频器等几种装置，电气控制系统的运行，其中最为显著的优点便是控制进度，将PLC技术运用其中，能够有效提高设备运行的稳定性[1]。电气控制系统内部组成有电源模块、工控机、电动机模块、传感器等几部分，其中电源模块分为可调、不可调两种，可调电源模块的运行，是利用参数设置，使转化之后的直流电稳定处理成为预定可变值，和S1M连接实现通信，而不可调电源模块的作用则比较受限，只能够通过某固定直流电压达到输出的目的，无法实现S1M通信。进行电气控制系统设计，S1M运动控制器在其中属于非常重要的一部分，稳定性和运行速度直接关系到电气控制系统运行效果，需要通过PLC进行优化。
2 基于PLC优化设计电气控制系统
2.1主轴电机
针对主轴电机进行控制，需要满足以下几点要求：其一，保证主轴转速的稳定性；其二，提高加减速相应速度；其三，提高过载能力与低速扭力。具体针对主轴电机设计中PLC的运用，主要体现在以下几个方面：
2.1.1主轴故障解决
若电气控制系统长时间处于超负荷状态下进行，系统内部的电机便会出现过载、过热的现象，如果数控铣床温度已经达到110℃，系统便会发出输出过热信号，并且自动报警。期间电气控制系统再出现电机内功能异常或者功率失常等现象，变频器检测过程中便会将接收到的报警信号传递给CNC系统，将所有报警要求显示出来。若系统突然断联或者干扰较为严重，电气系统可以自行将故障解决[2]。
2.1.2主轴参数设置
第一，针对S轴伺服电机马达旋转的方向进行合理设置，并且使用0/1实现旋转方向的切换；第二，以0代表VI总线，1代表M2总线，2代表sercos2总线；第三，将S轴编码器的反馈脉冲数设置为4096；第四，将主轴的转速范围设定在1~10000000之间；第五，主轴定位范围设定在0~359999之间，并且设定主轴定位期间角度的负方向；第六，设定主轴定位期间转速，保证定位与速度两者为正比例关系；第七，将每10赫兹主轴转速量设置为300。
2.2进给轴
如果数控机床选用的是半线规这一种类，那么其应用的线规进给轴、机械接触面、阻力、摩擦力相对来说比较小，负载强，比较常用于轻载切削。若使用硬轨，那么摩擦力和阻力也就相对较大，同样负载强，更多用于模具加工。
进行进给轴设计时运用PLC技术，其优势体现为以下几点：第一，精度方面。定位精确到±0.001mm，重复定位精确到±0.005mm；第二，稳定性方面。振动小、具有极强的抗干扰性；第三，速度方面。加减速效果极佳，三轴联动流畅，且跟随性较强。
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对于XY轴伺服电机的设计与进给轴设计一致，参数如下：第一，额定功率为1.8kw；第二，额定扭矩为5OOn/m；第三，额定电流为3A；第四，额定电压为220v。Z轴作为硬件导轨，其参数设置包括：第一，额定功率为2.9kw；第二，额定电流5A；第三，额定转速为1500RP；第四，最大转速为300RPM。
2.4 PLC模块
2.4.1 外部接线
系统辅助电气控制系统带有输入、警报输出的功能，冷却系统与之相同，自动对刀则有6个输入、警报输出端口，换刀系统为5个，进行PLC选择的过程中，技术人员将要对余量进行充分考虑。
2.4.2控制系统
润滑与冷却系统有利于延长机床加工作业的精准度，并且延长机床使用期限。然而实际在运行过程中，电气控制依然面临一些不足：第一，润滑与冷却系统运行状态被调整为监控；第二，润滑与冷却系统循环、补给的时间因为具有单一性，所以加速了资源浪费[3]。为此，必须要合理运用PLC进行润滑与冷却系统的设计，实现润滑与冷却系统的实时监督，对机床供油量进行有效控制。当系统完成准备工作之后，CNC便会立即发出信号，随即润滑系统便可以开始运行。
2.4.3系统开关及停止系统
电气系统的常开开关是总开关，当打开这一开关，中间继电器便会连通电源，电气系统的电源同时也会实现通电，利用开关电源为弱电系统提供电能，保持电气系统的有序运行。常闭开关是电气系统中的停止开关，当打开这一开关，中间继电器断电，主轴与进给轴系统电能也会随即停止运行，当完成故障检查之后，再次摁下常闭开关，便可以实现主轴与进给轴的再次通电，从而支持系统持续运行。由于中间继电器RA11通电闭合操作，信号灯的红灯会维持在常亮状态，并且发出警报，及时通知维修人员检查故障，及时纠正错误。当排除故障后便可以再次重启系统。
3 电气控制系统中PLC的应用
第一，电气控制系统运行流程中PLC技术的应用。PLC技术涉及的范围比较广，例如计算机、网络通信技术、自动化控制等多项技术，这些技术的实现必须要有计算机硬件支持。通常PLC技术的运用，首先需要将相关信息输入到系统中，将信息输入控制软件当作系统软件，使用扫描、读取输入点信息这两种形式实现信息输入；其次，执行程序。程序的制定即按照顺序对程度质量信息进行扫描，按照指令进行运算操作，期间所发出的程序指令即为用户程序质量；再次，进行输出控制。这一流程主要是针对所获得的运算结果而言，时间段一致的情况下，输出点传递的信号内容不同，能够对相关信号进行管控。
第二，各个控制环节中PLC技术的应用。首先，开关量逻辑控制中应用PLC技术，以PLC技术替换原本的继电器电路，这样一来可以将传统控制器弊端及时解决，并且在独立设备与流水线两个环节的控制中有非常显著的效果；其次，模拟量控制中应用PLC技术，因为工业生产过程是不断变化的，运用PLC技术能够有效处理量值，对模拟量最终处理效果进行优化。
结束语：
综上所述，将PLC运用于电气控制系统的优化设计，有利于解决以往系统运行期间存在的故障，提高系统运行稳定性，同时也优化了电气控制系统的性能，为工业生产效率的提升提供技术支持，并且推动我国电气控制行业发展。
参考文献：
[1]冯硕.基于PLC的全自动粮食包装机电气控制系统的设计[J].农机化研究，2019（12）：199-203.
[2]尤向阳.采摘机械手伺服控制系统电气自动化设计——基于PLC控制器[J].农机化研究，2019（12）：220-223+228.
[3]梁晓艳.浅析数控车床电气控制系统的设计研究[J].农家参谋，2019（05）：217.
[4]石浪浪.单片机技术在电气传动控制系统中的应用[J].山东工业技术，2019（05）：153.
论文作者:逯曼
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/19
标签：系统论文; 控制系统论文; 电气论文; 技术论文; 主轴论文; 可调论文; 转速论文; 《基层建设》2019年第8期论文;