齐河县职业中等专业学校（齐河县技工学校） 山东 齐河 251100
摘 要：可编程序控制器PLC广泛应用于数控机床等工业控制中,是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统。组合机床通常由标准通用部件和加工专用部件组合而成，动力部件采用电动机驱动或采用液压系统驱动，由电气系统进行工作自动循环的控制，是典型的机电或机电液一体化的自动加工设备。
关键词：可编程序控制器 数字控制 组合机床
一、PLC在数控机床中的应用形式
PLC在数控机床中的应用通常有两种形式：一种称为内装式，一种称为独立式。内装式PLC也称集成式PLC，采用这种方式的数控系统，在设计之初就将NC和PLC结合起来考虑，NC和PLC之间的信号传递是在内部总线的基础上进行的，因而有较高的交换速度和较宽的信息通道。它们可以共用一个CPU，也可以是单独的CPU，这种结构从软硬件整体上考虑, PLC和NC之间没有多余的导线连接, 增加了系统的可靠性, 而且NC和PLC之间易实现许多高级功能。PLC中的信息也能通过CNC的显示器显示, 这种方式对于系统的使用具有较大的优势。高档次的数控系统一般都采用这种形式的PLC。独立式PLC也称外装式PLC，它独立于NC装置，具有独立完成控制功能的PLC。在采用这种应用方式时，可根据用户自己的情况，选用不同专业PLC厂商的产品，并且可以更为方便地对控制规模进行调整。
二、PLC与数控系统及数控机床间的信息交换
1.机床侧至PLC。机床侧的开关量信号通过I/O单元接口输入到PLC中，除极少数信号外，绝大多数信号的含义及所配置的输入地址均可由PLC程序编制者或者是程序使用者自行定义。数控机床生产厂家可以方便地根据机床的功能和配置对PLC程序和地址分配进行修改。
2.PLC至机床。PLC的控制信号通过PLC的输出接口送到机床侧，所有输出信号的含义和输出地址也是由PLC程序编制者或者是使用者自行定义。
3.CNC至PLC。CNC送至PLC的信息可由CNC直接送入PLC的寄存器中，所有CNC送至PLC的信号含义和地址（开关量地址或寄存器地址) 均由CNC厂家确定，PLC编程者只可使用，不可改变和增删。如数控指令的M、S、T 等功能,通过CNC译码后直接送入PLC相应的寄存器中。
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4.PLC至CNC。PLC送至CNC的信息也由开关量信号或寄存器完成，所有PLC送至CNC的信号地址与含义由CNC厂家确定，PLC编程者只可使用，不可改变和增删。
三、PLC在数控机床中的工作流程
1.输入采样。输入采样，就是PLC以顺序扫描的方式读入所有输入端口的信号状态，并将此状态读出输入到映象寄存器中。当然，在程序运行周期中这些信号状态是不会变化的，除非一个新的扫描周期的到来，并且原来端口信号状态已经改变，输入到映象寄存器的信号状态才会发生变化。
2.程序执行。程序执行阶段系统会对程序进行特定顺序的扫描，并且同时读出输入映像寄存区、输出映像寄存区的相关数据，在进行相关运算后，将运算结果存入输出映像寄存区供输出和下次运行使用。
3.输出刷新阶段。在所指令执行完成后，输出映像寄存区的所有输出继电器的状态（接通/断开）在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过特定方式输出，驱动外部负载。
四、PCL的应用现状
PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广，它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。用于高速化的数控系统应具备热误差补偿单元以及能实现速度前瞻控制、位置环前馈控制和加减速平稳控制等先进控制技术的功能。可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制中心，集成于数控系统中，主要是指控制软件的集成化，而PLC硬件则在规模较大的系统中往往采取分布式结构。系统控制中心采用PLC，并配以人机界面进行程序参数修改、设定，以及运行状态显示监控，可编程设置人机界面的内容。三轴均为全数字交流伺服系统，各轴伺服电机通过连轴器带动滚珠丝杠，以移动配有直线导轨的工作台和主轴铣头，其定位准确，速度快。主轴铣头由变频器控制，根据刀具及工件和进给量，来设置主轴合理的转速，并在程序中设定它的启动停止。各轴均设二端极限传感器和原点传感器，冷却和润滑也都有异常检测，在报警灯和人机界面处显示报警信息由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温要求严，设计和调试都比开环系统难，但是可以获得比开环进给系统更高的精度、更快的速度、驱动功率更大的特性指标。早期使用一般电机作为定位控制，由于速度不快或者精度要求不高，所以足够应对所需场合;当机械运转为了获取效率而将速度加快时，当产品质量、精度要求越来越高时，电机停止位置的控制就不是一般电机所能达到的了。
参考文献
[1]郁汉琪 郭健 可编程控制器原理及应用.北京：中国电力出版社，2004。
[2]段苏振 提高PLC控制系统可靠性的设计因素.电气传动，2003。
[3]张筱琪 机电设备控制基础.北京：中国人大出版社，2000。
论文作者:赵伟
论文发表刊物:《教育学》2017年7月总第122期
论文发表时间:2017/9/1
标签：信号论文; 程序论文; 机床论文; 系统论文; 数控机床论文; 地址论文; 开环论文; 《教育学》2017年7月总第122期论文;