自动化论文发表基于PLC的自动铣床控制系统设计

　　自动化论文发表期刊推荐《中国自动识别技术》杂志是中国国家新闻出版总署正式批准的唯一一本自动识别技术领域综合性科技期刊，由国家质量监督检验检疫总局主管、中国自动识别技术协会主办，双月刊，面向国内外公开出版发行，国际刊号：ISSN1673-6362，国内统一刊号：CN11-5503/TP，邮发代号：80-521。
　　摘要：随着PLC在控制领域和制造行业的得到广泛的应用，PLC控制也越来越为大家所熟悉知。通过PLC在在铣床加工方面的应用，可以有效提高加工精度和效率。作者针对铣床的工作流程，结合PLC的控制原理，将PLC技术运用到自动铣床控制系统中，PLC充分体现其控制的灵活性和可靠，为PLC更广泛的在生产实际运行提供了很好的参考。

　　关键词：PLC,控制系统,铣床,设计

　　铣床在机械加工领域应用十分广泛，铣床的种类也很好。随着铣床功能的完善，电气元件组成的控制柜的规模越来越复杂。近年来伴随着计算机技术的发展，小巧而又强大的PLC得到了广泛的应用，在控制和制造行业尤为突出，新型的PLC在铣床方面的应用，不仅扩大了铣床的加工范围，还提高了加工精度和效率。

　　1 系统总体设计

　　1.1 PLC应用编程设计

　　本PLC的编程设计要求有：(1)根据铣床工艺要求确定铣床控制方案;(2)根据铣床的功能和电器元件选择I/O数量(3)根绝运行控制的流程和复杂程度，选定存中央处理器的容量;(4)根据输入和输出信号的类型，选择不同的I/O模块;(5)CPU选择，由存储器容量、输入/输出和模块类型、运算功能和运算速度等选择合适的PLC;(6)按照模块化、结构化、标准化的设计要求，设计系统程序;

　　1.2 铣床工作及控制系统流程

　　铣床一般由铣刀盘、液压泵、润滑泵、冷却泵、电磁阀和电控系统组成。构成自动控制的元器件由按钮和限位信号控制电机和电磁阀来。铣床工作流程如下图1所示：

　　图1 铣床工作流程图

　　PLC控制系统流程如下图2所示：

　　图2 PLC控制系统流程图

　　2 系统硬件设计

　　2.1 可编程序控制器物理结构及控制方式的选择

　　根据物理结构，可编程序控制器分为整体式和模块式。要求较高的系统一般采用模块式可编程序控制器，选用有相应特殊I/O模块的可编程序控制器计数，也可以选用内置相应功能的整体式可编程序控制器。

　　2.2 I/O点数的确定

　　I/O点数是可编程序控制器的一个简单明了的性能参数。在机型选择时必须注意一下问题，一是系统设计的更改，留有充分的余量。二是手册上给出的最大I/O点数都是在理想情况下获得的参数，为了保证所设计的控制系统的正常运行，实际I/O点数留有30%左右的余量。

　　2.3 可编程序控制器的指令系统

　　程序控制器功能很多，有运算、传输等。在选择指令功能时，可利用计算机或手提电脑进行编写，这样有利于保存和修改。

　　因此，在选择PLC系统时要根据自身的使用条件和应用范围而定，选择适合自己的系统。所以，我们选则三菱的FX2N系统。FX2N系统的参数和性能，完全符合我们设计的要求。根据以上的分析和筛选最后我们确定选用FX2N-16MR型号的PLC。

　　2.4 输入/输出接口电路

　　输入接口电路根据使用习惯和安全要求，各按键和继电器分别选用常开或常闭触点，使电器硬件和程序之间根据逻辑保持一一对应。

　　3 系统编程

　　3.1 铣床电力控制系统

　　一般分为控制电路和辅助电路，主要控制电路的作用是电动机(M1、M2、M3)的控制。辅助电路主要是各类照明电路，常采用外接，而电机控制则采用PLC程序控制。

　　电动机的控制主要要求以：启停控制;正反转控制;停车时制动，以及限流电阻，过载和短路保护等为主。

　　3.2 PLC系统地址分配

　　根据实际控制过程的分析和性价比的要求，在选择PLC规格时，对铣床的原有输入信号及负载情况进行了分析综合。对铣床引入PLC的输入信号个数进行压缩处理，把三个电动机的热保护继电器的动断触点串人回路，将主轴正反转接触器及进给正反转接触器的触点在外部接线上直接互锁，而不作为PLC的输入信号引入PLC。从而减少了I/O点数。

　　4 结束语

　　通过这次的技术改造，大幅度减少了设备运行的故障率，减轻了操作人员的劳动强度，提高了工作效率。经过较长时间的运行，收到了良好社会效益和经济效益。在PLC的自动铣床控制系统中，PLC充分体现其控制的灵活性和可靠，也为PLC更广泛的在生产实际运行提供了很好的参考。

　　参考文献：

　　[1]于雷声，方宗达.电气控制与PLC运用[M].北京：机械工业出版社，1996.

　　[2]钟玲，叶元臻.基于可编程控制器的镗床自动控制改装[J].制造技术与机床，2005(09).

　　[3]张全庄，李永涛，段峻.PLC在专用铣床改造中的应用[J].机床与液压，2005(12).

　　作者单位：河南能化有限公司洛阳永龙能化有限公司，河南洛阳 471100