机械加工设备控制系统PLC程序探讨

　　摘要：以华泰机械为例，阐述机械加工设备控制系统中的PLC程序优化策略，包括合理选择PLC控制系统、完善PLC控制系统硬件和软件的设计。

　　关键词：控制系统，PLC程序，优化策略，机械加工设备

　　PLC程序是一种专门为工业环境而设计的数字运算操作电子系统，在可编程存储器的作用下来存储一系列操作指令，在进行数字模拟信号输入输出操作的基础上达到操控机械生产的目的，使机械可以按照人为要求进行定时、算数、计数以及顺序、逻辑控制。在计算机通信技术、微处理技术不断发展的支持作用下，如今计算机控制已经成为社会各领域工业生产的大势所趋，能够在计算机控制程序的辅助下全方位满足于市场对不同规格产品的多样化生产需求。而PLC程序的出现则将这一趋势推向了顶峰，能够为各领域的机械加工设备控制提供强大的微处理器，确保机械加工各项功能得以顺利实现。目前PLC控制已经凭借其自身在使用便捷、功能强大、应用面广等显著优势，成为我国工业自动化领域的主要装置，被广泛运用在工业生产各个领域，为我国工业制造转型升级提供了强大的技术支持。

　　1华泰机械

　　华泰机械全称无锡市华泰机械厂，该公司是一所成立于1997年的机械制造企业，专注于机械设备生产制造相关技术的开发、咨询、维修、销售、安装等工作，业务范围主要围绕钢材加工制造展开，涉及与之相关的机械设备及配件、数控机床设备，以及相关五金交点、金属材料、包装材料的生产与加工。其产品在社会中有着广泛的应用，为我国制造业转型升级提供了强大的技术动力支持。在多年的发展中，华泰机械始终坚持以“品质保证、服务专业、顾客满意”的发展原则，在不断提供自身技术水准的同时，建立起了从产品技术研发到生产为一体的服务流程，能够切实满足客户的多样化需求。在漫长的成长和发展进程中，华泰机械凭借自身强大的技术优势，显现出了迅猛的发展态势，不仅收获了国内大批企业的支持，更获得了德国、日本、法国等工业制造强国同行业专家的认可。

　　2华泰机械加工设备控制中的PLC应用

　　通过对华泰机械加工生产总体情况的深入了解，可以看出目前PLC在该企业中有着很好的应用，其机械加工设备控制系统中涉及大量的数字化信号模拟控制装置，如电磁阀、电机的停启等，以及流量、压力、温度、计数的设定与控制等。都是在PLC本身开关量逻辑控制、运动控制、模拟量控制、过程控制、数据处理、联网通信等功能的基础上实现的。PLC的存在可以很好地辅助机械加工设备控制系统实现对这些装置的有效控制。同时，企业还在对原有机械设备控制材料管理、程序设计、硬件准备等进行深入分析的基础上，结合甲方生产发展要求，对专属机械设备控制系统、支架零件生产单元等进行了升级优化，在PLC的辅助下程序运行效率不断提升，可以在输入指令后迅速做出反应，与之相对应的生产效率也有了很好的保障。

　　3华泰机械加工设备控制系统PLC程序的优化

　　3.1合理选择PLC控制系统

　　不同型号下的PLC适用范围、作用功能也是不尽相同的。在实际生产中，要充分结合机械加工设备生产实际需求，通过对被控制对象复杂程度的深入分析，来对PLC控制系统进行合理选择，以此来确保其系统程序功能可以得到正常发挥。目前市场中应用较广的PLC产品有日本的OMRON、FUJI，德国的SIEMENS，韩国的LG，美国的GE，以及以永宏、台达、和利时、安控等为代表的一大批国产PLC品牌，这些产品规模都不尽相同。企业要想实现PLC程序的最优化设置首先就必须从选品方面入手。在PLC规模方面，企业可以根据自身机械加工生产流程及工艺的复杂程度来从大中小三种不同的规模中进行合理选择。对于华泰机械这种大规模生产企业可选择I\O点数＞512点的大规模PLC控制系统，为机械加工生产提供中断控制、数据库、智能控制、通信联网、函数运算等服务。

　　3.2完善PLC控制系统硬件设计

　　从硬件方面来看PLC控制系统包含了输出输入两部分电路系统。其中PLC输出电路程序设计，要依据甲方开具的生产工艺标准、要求来进行设定。如各种变频器、指示灯、数字直流调速器的信息输出应以晶体管为主，以此来满足高频动作操作，尽量缩短反应时间。如若生产操作对输出频率要求不高，可选用继电器进行输出操作，此种电路设计方法不仅简单且具继电器具有负载能力，可很好的抵抗外部信号干扰，保障系统的正常运转。对于PLC输入电路的程序设计，一般以AC85—240V为主，同时要在系统中增加以隔离变压器、电源滤波器等为代表的电源净化元件，以增强系统稳定性，抗击外部信号干扰。

　　3.3完善PLC控制系统软件设计

　　对于PLC控制系统而言，软硬件的完善设计要同时着手开展。其中软件的作用主要是以控制要求为基准，通过程序语言的编写，将机械制造相关工艺流程图转换为更易于系统识别的梯形图，由此来便于PLC控制系统作用的发挥。软件的设计与优化要伴随着机械加工设备控制整个生产流程当中，软件设计人员需要随时根据生产要求对系统进行调试、升级、维护，由此来更好的掌控系统的运行。PLC控制程序软件优化要点主要包括以下几点：（1）对于I\O具体点数的分配，要严格按照机械设备生产流水线进行，由前向后推进的过程中逐步增大I/O点数。（2）对处于同一设备、程序，或是部件上的I/O信号，要予以集中分配、集中处理，为后期程序的维护做好准备。（3）对于计数器、定时器等要予以统一编号，切勿使同一编号重复存在、使用的情况出现，最大程度保障PLC控制系统的稳定运行。此外，对于PLC控制程序的软件优化设计要尽可能做到简单明了，在尽可能减少编程语言输入的基础上节约内存容量、提高程序扫描反应时间。

　　4未来发展的建议

　　在这里需要着重强调的一点是，华泰机械作为一家大型机械加工设备控制企业，PLC控制系统在其生产中有着广泛的应用，一旦PLC程序的稳定性、安全性出现问题，将对整个系统的正常运转造成严重的阻碍，致使整个生产加工流程被迫中断。因此，在未来的发展中，华泰机械要着重做好PLC控制程序的抗干扰、可靠性设计工作。在对电弧干扰、共模干扰等进行具体分析的基础生，通过增强电源变压器容量、增设浪涌电压抑制电路、改变接地地点等各种措施，有效增强系统的防干扰能力。并对PLC程序的运行环境进行综合调查，将周围环境控制在0～55℃之间，将湿度控制在35%～80%之间，并保持周围环境清洁、干净，防止导电性粉末、尘埃等对系统所造成的影响，最大程度保障PLC系统以及相关元器件的可靠运行。

　　5结语

　　华泰机械属于我国工业制造领域领军企业，在机械设备以及配件的开发、设计、制造、安装、销售、维护等各个领域均有着丰富的经验。在未来的发展中，华泰机械要继续做好技术研发工作，在现有PLC程序的基础上结合其自身企业生产特点对程序予以进一步优化升级，使华泰机械可以在强大的PLC控制程序的辅助下再造辉煌。

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　　作者：黄文浩 陶丽萍 单位：无锡科技职业学院