PLC技術及其在數控機床中的應用
應用技術
作者：曹慶澤
摘要 PLC在現代數控係統中發揮著重要作用。本文首先簡要介紹PLC的技術特點，然後分析數控機床中PLC的功能與軟件編程，最後詳細探討PLC在數控機床故障診斷中的應用。
關鍵詞 PLC；數控機床；故障診斷
中圖分類號TG659 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）77-0133-02
數控機床需要對坐標軸運動進行控製，對諸如主軸轉動和停止進行控製，對刀具交換，工件的扣緊及鬆開，切削液的開、關以及潤滑係統的運行等進行順序控製，另外還包括機床報警處理等。在現代數控機床中通常采用可編程控製器來完成這些功能。
1 PLC的性能特點
PLC是專門為工業控製設計的控製器，實質上是專門服務於工業控製領域的計算機係統，它是一種通用的產品，其內部采用了由大規模集成電路構成的微處理器和存儲器等，具有以下特點。
1）編程簡單。PLC的基本指令有限，梯形圖和傳統的繼電器控製圖相似，較容易掌握。可利用PLC的輸入/輸出接口直接與繼電器、接觸器、電磁閥等連接，使用簡單。編製程序的步驟和方法容易學習，對程序進行增減、修改和運行監視都很方便，編程人員一般具備電工知識以及一定文化水平，短時期內就能學會；
2）通用性好。同一台PLC隻要改變軟件，就可以實現不同的控製要求。同時，PLC已實現產品係列化，可以由各品種組合成不同的控製係統，以滿足不同的控製要求；
3）功能強，體積小，重量輕，性能價格比高。一台收錄機大小的PLC具有相當於三個1.8m高的繼電器櫃的功能。PLC的結構緊密、堅固、體積小巧，容易裝入機械設備內部，因而成為“機電一體化”的較理想的控製設備；
4）可靠性高，抗幹擾能力強。PLC是專門為工業控製而設計的專用計算機，能在惡劣的環境中可靠地工作，具有很強的抗幹擾能力。
此外，PLC減少了設計及施工工作量。PLC的工作是在硬件的支持下，執行軟件的全過程，PLC的工作過程是周期循環掃描的工作過程。掃描既可按固定順序進行，也可按用戶程序規定的可變順序進行。
2 數控機床中PLC的功能
2.1 機床操作麵板控製
PLC可將操作麵板上的信號送入接口信號區，實現對數控係統的運行控製。其中包括M、S、T功能。S功能處理：主軸轉速可以用S二位代碼或四位代碼直接指定。T功能處理：數控機床通過PLC可管理刀庫，進行刀具自動交換。M功能是輔助功能。
2.2 輸入信號控製
PLC接到來自機床側的開關輸入信號後，通過邏輯運算，再傳遞給控製對象，從而實現對各類開關的控製，如溫控開關、形成開關、壓力開關等。
2.3 輸出信號控製
PLC可將輸出的信號經過繼電器、接觸器，並通過液壓或氣動電磁閥，對各種操作裝置、電動機和電磁製動器等進行控製。
2.4 伺服控製
PLC可通過驅動裝置實現對各類電動機的伺服控製。
2.5 報警處理控製
當機床運轉出現故障時，PLC可及時收集故障信號，數據係統將顯示具體的報警信號，以便於故障診斷。
3 數控機床中PLC的軟件編程
PLC的係統軟件由廠家編寫並固化在ROM中，用來管理協調各部分的工作，循環檢測輸入口的狀態，解算用戶應用邏輯程序。應用軟件是用戶根據係統控製的需要而編寫的應用程序，用以實現用戶的控製要求。PLC的編程語言通常為梯形圖，功能圖和布爾邏輯編程。其中梯形圖的應用最為廣泛，形式上類似於繼電器控製電路圖，簡單、直觀、易讀、好懂。