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摘要：现代科技的迅猛发展，为世界生产工艺的进步带来了新的福音。PLC 技术在机床电气控制中的应用，几乎已经完全取代了传统的控制装备在机床电气控制中的应用，PLC 与电气控制的相互融合，为电气行业的发展注入了新的强劲动力。当今世界，随着经济一体化的迅速发展，快速发展生产力，提高国民经济水平，成为衡量国与国之间综合国力较量的重要因素，因此，我们需要将先进生产技术以及先进设备的应用普及到各个生产体系中，充分发挥 PLC 的可靠性以及其控制时间的精确性对其进行改造，提高生产效率。本文将针对 PLC 在机床电气控制中的应用做相关探讨，旨在推动我国电气行业技术水平的提高。
关键词：PLC；机床；电气控制系统；改造
1 引言
PLC 就是可编逻辑控制器，至今已经经过了将近 50 年的持续发展，其各方面性能一直在不断提高和完善 , 与传统的基础控制模式相比，这种技术的可靠性更高，抗干扰的性能也更加强大，并且具有更好的扩展性以及维修方便等很多优点。
2 PLC 与继电器电气控制系统的比较
2.1 组成器件有较大差别
继电器控制系统中的线路主要是由硬件设备组成的，其中的继电器不仅数量大，而且种类繁多，如时间继电器和中间继电器等。这些种类繁多的零部件不仅增加了机床的操作难度，而且维修和保养的工作也更加复杂。而新型的 PLC 控制系统之中，不仅保留了传统继电器电气控制系统线路中的主令元件以及一些其他的元器件，而且把旧式的继电器电气控制系统线路中的中间环节的硬件设备与线路替换为编程的形式，其在某种程度上可以说成是对传统的继电器电气控制系统所进行的升级换代。这种新技术不仅很大程度上使控制系统中硬件设备的数量得到明显减少，而且有效地简化了控制系统中的线路，因此无论是操作还是维护都更加便捷。
2.2 可容纳触点数量不同
在继电器电气控制系统中，继电器的触点数量只能达到 4 ～ 8 对。而 PLC 中，传统的继电器已经被替换为软元件。理论上 PLC 中的元件触点数量可以达到无穷多。在这方面 PLC 已经遥遥领先于传统的继电器，具有更大的发展潜力。
2.3 控制方法的差距
传统的继电器控制系统中最主要的控制方法，就是经由元件之间的硬件连接来实现其对机床的控制。过去的实践已经证明，这种控制方法不仅控制功能单一，并且严重缺乏灵活性。此外，这种传统的控制模式所需设备的体积较大，这就使其安装与维护工作更加困难。然而 PLC 中的一部分硬件设备可以用软件进行替代。对于继电器控制系统的上述弊端，PLC 可以做到更好的规避。
3 机床的主要构成与电气控制系统
在现代工业生产中，需要应用的机床类型越来越多。在各个类型的机床中，通常由以下几个基本的部分构成：一是支承部件，该部分的功能主要是承受其它部件在静止与运转状态下产生的重力和切削力；二是变速机构；三是进给机构 , 其主要的作用是对原料的进给量进行调整；四是主轴箱 , 用来安放机床的主轴；五是执行机构，在工作过程中，其需要利用能源和控制系统进行工作；最后就是刀库和刀架、机床电气控制系统等其他附属设备。机床的电气控制系统中的主电路部分需要直接承担电能的交换或控制任务。而控制电路则是指用来对主电路中各参数和各接触器主触点等元器件的工作状态进行控制、保护、调节、测量和监视工作的那一部分电路。在机床的运转过程中，这两种电路不仅起到保障机床正常工作的作用，还必须负责保障与维护机床的保护、照明等功能。
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4 PLC 在机床电气控制系统中的实际应用
4.1 在自动控制方面的应用
PLC 在机床电气控制的实际应用可以在去除复杂的手工方面的操作，实现自动控制，具体的应用方式就是把数据和程序通过具体的编写程序写入到PLC 的中枢芯片内，再通过这些提前编译好的程序控制机床电气设备自动运行，并且在发生故障或遇到特殊情况时程序也能自动进行反馈并自行启动解决故障的程序。
4.2 在信息反馈方面的应用
PLC 在机床电气控制的实际应用可以进行及时的信息反馈，操作员只需要通过掌握工作设备的运行状况就可以了。除此之外，PLC 也可以对设备运行中所发生的故障的问题进行具体的信息反馈，如出现故障问题的位置、故障的程度等，这有利于操作人员对故障的修理和维护工作。
4.3 在照明系统方面的应用
在传统的机床电气系统中，照明系统的正常启动都是在开机时完成的，如打开控制柜的同时，控制柜中的照明系统就会启动，关闭控制柜的同时，控制柜中的照明系统就会关闭，不过 PLC 的应用就会使上述操作过程变得更简单。不仅如此，开机时，系统如果是准备就绪的状态就会亮起黄色的信号灯，紧急停止的状态就会亮起红色的信号灯，正常运行的状态就会亮起绿色的信号灯。
4.4 在组合机床电气控制系统中的应用
由于机床内部构造是非常复杂，在电气控制方面的设计要求也很高，需要具备很高的可靠性及稳定性，PLC 的应用可以实现自动控制组合机床，使机床电气的控制问题得到了的很好地解决。不仅可以使组合机床在设计上最大程度的满足在粗镗的主轴上对双速交流电机的要求，也能最大程度的实现对加工端面方面的要求，而且在加工的过程中，由于机床的加工工作台始终保持着封闭的状态，所以在各动力头及回转工作台的中间会增加额外的互锁电路的设计，所以在机床电路方面的设计是十分复杂的，需要很多的输入点和输出点。
5改造的方法与过程
5.1 制定科学的控制方案
要想真正有效地完成这一工作，相关的技术人员首先就必须要熟悉控制系统的所有功能和指标要求，并能够准确列出，之后再根据需要改造设备中各个元件之间的关联来对系统设计的总体方案进行科学的规划与拟定，从而确定设备的电气拖动方案。其次，还要对电动机的类型和参数进行更加合理的选取，并对控制系统中需要的其它相关配套设备进行选择，继而确定企业所真正需要的 PLC 输入输出点数，并将其作为选择 PLC 型号的重要依据。
5.2 绘制精确直观的原理图
在已经指定好系统总体方案，以及 PLC 的 I/O点分配表的前提下，就要根据这些数据绘制精确的系统电气控制原理图。在图纸中主电路、控制电路和辅助电路这三者都是不可或缺的。在这之后，还要列出相关的元器件清单。并根据电气控制原理图，设计并绘制电气设备总的布置图。之后所绘制的一系列的原理图，都必须参考这些数据，因此在绘制图纸的时候就必须做到认真细致，从而保障系统顺利地运行。
5.3 软件设计与系统调试
进行软件设计，我们必须首先设计一个系统流程图或功能图，以便搞清楚各种类型的操作动作的顺序与条件。在此之后，还要依据系统的流程图或者功能表，再结合系统 1/0 地址分配来对相关的应用程序进行编写。在机床控制系统的改造过程中，传统的控制电路原理图依然具有相当的参考价值，技术人员完全可以以此为基础对系统进行改造与完善。
6 结束语
综上所述，随着我国经济的发展和科技的进步，PLC 也以其自身所具有的功能完善、体积偏小、速度快捷、维护方便的特点而获得更广阔的发展空间，尤其是近年来在机床电气控制中的应用，PLC 所具有的对时间控制方面的准确性及可靠性极大地契合了机床电气控制对时间控制的需求。使用 PLC对传统的继电器控制系统进行升级换代是十分必要的，而且具有较高的科学性与可行性，在经过改造之后，机床电气控制系统可以更好地提升机床的工作效率。
参考文献：
[1] 张佳 . 探讨 PLC 在机床电气控制中的应用 [J]. 电气工程，2016（08）：218.
[2] 王见冬 , 赵亚丽 , 王晨光 .PLC 在机床电气控制中的应用 [J]. 工业技术，2016（23）:33.
论文作者:马勇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/13
标签：机床论文; 控制系统论文; 继电器论文; 电气论文; 电气控制论文; 系统论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第24期论文;